干振碎石桩在高速公路施工中的应用

李生亮

(新疆南方路桥工程有限责任公司，新疆　喀什　844000)



干振碎石桩在高速公路施工中的应用

李生亮

(新疆南方路桥工程有限责任公司，新疆喀什844000)

干振碎石桩在高速公路施工中得到了广泛的应用，因其施工工艺为通过振密、挤密以及排水减压等方式提高公路路基的密实度和承载力，该施工方法的成本低且便于操作。文章结合具体施工实例，探讨干振碎石桩在高速公路施工中的应用技术与质量控制措施，以期对类似工程起到借鉴作用。

干振碎石桩；高速公路；设计参数；质量控制

0　引言

干振碎石桩是采用预沉导管、重锤振动压入工艺施工的碎石桩[1]。在成孔施工过程中，饱和松散的土颗粒在振密、挤密以及排水减压作用下得到了重新排列致密，可以在一定程度上提高公路路基的密实度，这种施工工艺具有操作简单、工程成本低等特点，所以被广泛应用在公路路基施工中。文章结合具体工程实例，对干振碎石桩在高速公路施工中的应用进行了探讨。

1　工程概况

本工程为某高速公路施工建设项目，该公路所处地区为低液限黏土，此种土层是一种砂土、亚砂土和可液化地基土，多处于松散饱和状态。地层分布状况为：0～5.5 m是平均标贯击数为4的粉土；5.5～8.5 m是平均标贯击数为10.5的粉细砂土；8.5～11.5 m是平均标贯击数为16的粉质亚黏土；11.5～13.5 m是平均标贯击数为21的亚黏土。根据地质勘察报告，本工程的可液化土层主要分布在地面以下0～8.5 m之间，土质主要为粉土和粉细砂土。根据设计的要求决定采用干振碎石桩对可液化地基土进行处理。

2　设计参数

为了确保工程的施工质量，在进行具体操作时，要选择合适的路段进行施工试验，以确定各种参数[2]。试验区内干振碎石桩的间距分别采用1.4 m和1.6 m。均按照正三角形进行布置。图1为干振碎石桩的布置图。表1为碎石桩的主要设计参数。所使用的碎石应满足自然级配的要求，其粒径大小应控制在1～4 cm之间，并且含泥量应满足相关要求，一般来说含泥量应控制在5%以内。通过对干振碎石桩的施工试验最终确定好施工参数。

表1　干振碎石桩设计参数表

图1　干振碎石桩布置图

3　施工机械及其施工参数

在工程施工前应当对场地进行平整处理，同时应配置合理数量的施工机械设备以及配套的设备、机具、施工用电等。在本工程中进行干振碎石桩的施工采用的是走管式振动打桩机。打桩机内应内置平底活页式桩尖。一般情况下桩管的直径应控制在380 mm以内。桩管上设置有二次投料口，最大的沉桩深度可以达到20 m左右。表2为走管式振动打桩机的工作参数。为了确保干振碎石桩的正常施工应配置若干台小推车。在施工前确定出各个桩的桩位，为了保证位置不发生错乱，要对打桩的顺序进行编号。另外还需要对碎石骨料进行抽检，并且施工前应对两根以上的试桩进行施工，以确定施工相关的参数。

表2　管式振动打桩机的工作参数表

4　干振碎石桩的施工技术

4.1施工前准备

在正式施工之前，应根据工程的具体情况编制组织设计书，并组织相关的施工人员进行技术交底工作[3]。对于施工现场应进行场地平整处理，将场地内的杂物等全部清除干净，并根据设计图纸进行测量放样工作，主要是放样出桩的具体位置。在桩位确定之后即可将桩机就位在指定位置。根据规范的要求，桩管的垂直度应控制在1.5%以内。为了确保施工设备正常行驶，应将一层砂砾或者碎石层铺设在桩位处。

4.2施工工艺

在本工程中进行干振碎石桩的施工，按照以下工序进行施工：加料→拔管1.2 m→反插0.6 m→提管0.3 m→留振15～20 s→拔管1.2 m。

(1)在正式施工之前，先对沉管进行对中处理，并闭合桩靴。在沉管施工之前应将碎石料堆放在桩位中心处，根据要求，碎石料的堆积高度应控制在20 cm以上，直径应控制在50 cm以上，这样可以有效确保在进行沉管时，淤泥不对双叶门造成堵塞问题。

(2)碎石料堆积完成之后，即可开启机械进行振动沉管施工，振动沉管达到要求持力层。在振动施工中应密切观察施工的具体情况，当电流出现突然上升，总电流超过80 A，并且沉管下沉明显受到阻碍或者停止下沉时即认为振动沉管施工已经达到持力层。在沉管施工中还应控制好桩长，如果沉管施工达到15 m仍未达到持力层则不再继续进行沉管施工，也就是说每根碎石桩的桩长应控制在15 m以内。在施工中应详细记录好桩长。

(3)当沉管施工达到控制桩长之后即可开始进行喂料。对于每根桩的喂料量需要依据相关的计算公式进行确定。在喂料施工中，每根桩的总投料量应控制在设计计算值以上。喂料施工应连续进行，不得出现施工中断的问题，否则在拔管施工过程中会由于供料中断而造成断桩的问题。

(4)启动拔管。在振动施工过程中应边振动边拔管。一般情况下，每次拔管的长度应控制在1.2 m。施工中可以使用红白漆带标识来控制拔管长度。拔管施工中应严格按照要求控制速度。拔管速度应均匀且缓慢，这样可以有效提高石料的下糅作用。

(5)振动反插。在振动施工过程中应边振动边反插。每当拔管1.2 m长度之后即可进行0.6 m的反插，通过反插施工以提高碎石料的密实度，这样可以有效避免出现断桩问题。

(6)留振密实。当反插0.6 m之后即可再次拔管0.3 m，从而使双叶门打开，之后进行15～20 s的留振。对于沉管内的石料通过振动处理作用可以有效提高孔内碎石料的密实度，从而确保满足密实度的要求。

(7)以上步骤为振动沉管施工的一个环节，之后重复按照以上的步骤进行循环反复的施工直至桩管拔出地面，此时即可完成一根碎石桩的施工。

(8)在振动沉管施工过程中应做好相关数据的记录工作。为了确保施工质量，在施工中应请监理进行旁站监督，从而确保施工质量。只有经过监理工程师的复核确认无误之后方可进行下一根桩的施工，将桩机移动到下一根桩的位置继续进行施工。

(9)当桩体全部施工完成之后，要对工程的质量进行检查，满足要求后才能进行下一步的施工。下一步施工主要是按照设计的要求在其上铺筑一层砂砾和土工格栅[4]。砂砾的厚度应控制在500 mm，土工格栅采用双向土工格栅。之后即可开始进行土方的填筑施工。

4.3施工质量控制

(1)为了保证施工的质量，第一步是确定桩位，一般要将桩位的误差控制在50 mm以内。

(2)在拔管施工过程中，应将拔管的速度控制在1.2～1.5 m/min之间。如果在施工中遇到特殊情况，比如出现黏土层等情况，要降低拔管的速度。

(3)在施工过程中，应严格控制好反插的次数，一般情况下每振动1.5～2 m之间即可进行一次反插。

(4)在干振碎石桩的施工过程中，不应开挖至设计标高处，而是应该预留1 m高度的土层不予开挖，在干振碎石桩施工完成之后再对这1 m的土层进行开挖施工。

(5)在干振碎石桩的施工过程中，应按照从外到内的方式进行桩的施打，并采取跳打的方式。在施工中应严格根据设计用量控制碎石料的投放量。碎石的投入量应根据试桩参数每延米0.224 m3的量进行计算。在施工过程中应确保桩管内存在碎石料，这样可以避免孔口处的泥土掉入到桩孔内部。

(6)在干振碎石桩的全部施工过程中，应做好相关数据的记录工作，施工现场应经过相关人员的确认签字之后方可进入到下一道工序的施工。

5　施工效果检测

在完成干振碎石桩施工7～10 d之后，就可以委托相关的监察部门检测桩体的施工质量，包括检测静力触探试验、静载试验、附加质量试验和瑞雷波试验。通过相关检测结果可以得出：单桩有效加固范围在3～3.5 D(D为桩径)，符合地基允许承载力比处理之前提高了1倍以上，达到或超过了设计要求，桩间土标准贯入试验在8击以上，剪切波速在200 m/s以上，均符合设计要求。因此本工程采用干振碎石桩对路基进行处理达到了加固地基、消除液化的目的。

6　结语

针对公路软基情况，采取干振碎石桩是处理方法之一。本文通过具体的施工项目，采用干振碎石桩施工工艺，在一定程度上提高了高速公路路基的密实度和承载的能力。从工程的实践上来看，采用干振碎石桩施工工艺在该工程中具有可行性，可为同类工程提供参考。

[1]赵有龙.干振碎石桩在高速公路施工中的应用[J].工程建设与设计，2016(1)：119-121.

[2]孙云.干振振冲碎石桩的施工技术[J].西部探矿工程，2006(4)：14-15.

[3]任振甲.干振碎石桩复合地基设计与施工[J].建筑工人，2012(7)：30-32.

[4]杨保卫，马慧霞.浅析干振碎石桩在处理软基中的应用[J].科技风，2009(17)：89.

Application of Dry-vibration Gravel Pile in Expressway Construction

LI Sheng-liang

(Xinjiang Nanfang Road and Bridge Engineering Co.，Ltd.，Kashi，Xinjiang，844000)

Dry-vibration gravel pile has been widely used in expressway construction，because its construction process is to improve the compactness and bearing capacity of highway subgrade by vibratory compaction，compaction，drainage decompression and other methods，and this construction process has low cost and is easy to operate.Combining the specific construction example，this article discussed the application technology and quality control measures of dry-vibration gravel piles in expressway construction，hoping to play the reference role for similar projects.

Dry-vibration gravel pile；Expressway；Design parameters；Quality control

U412.36+6

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.08.008

1673-4874(2016)08-0031-03

2016-06-05

李生亮(1971—)，工程师，主要从事公路桥梁施工管理工作。