公路工程软基加固施工中碎石桩技术的应用

张晓燕

摘 要：随着市场经济的快速发展，我国公路工程得到了极大的发展空间。碎石注浆桩施工技术因其独特的优势，在公路工程软土地基加固施工中得到了大量地应用。为此，本文在全面了解碎石桩施工原理的基础上，结合具体工程案例，对公路工程软基加固施工中碎石桩的施工流程进行了分析与探究。

关键词：碎石桩技术；公路工程；软土地基；加固施工

一、碎石桩施工原理

由碎石与水泥砂浆胶结而成的小型钻孔灌注桩就是注浆桩，基于此，从成桩技术角度看，钻孔灌注桩包含碎石注浆桩，从桩的材料看，其又属于胶结体桩。一般情况下把桩的直径设为30 厘米到70 厘米之间，比较适合应用于小于30 米的桩长。其施工的基本原理为按照设计直径采用小型钻机，当钻至设计深度时成孔，其次在孔底先放置注浆管，再进行碎石料的投放。在碎石料投放的过程中，采用注浆管放水的方式将孔壁清洗干净。注浆作业要在投放碎石料完成后进行，一般情况下浆液由下向上逆行，把浆液灌注到地面后便固结成桩。除在钻孔中进行浆液渗透促使碎石固结成桩外，还要渗透到周围土体内。在桩体和土体之间形成一个土与砂浆结合的过渡带，以此对桩和周围土体的摩擦力进行有效加强，所以从受力特性看注浆桩又属于摩擦桩。近年来注浆桩得到了极大的发展，特别是在公路路基施工中得到了广泛的应用。

二、工程案例

某公路工程施工路段土质包括：粘质黄土、粉质粘土及细沙等，因其具有较高地下水位、较为松软的地基及饱和细砂地震液化层等现状，路基可选用填方形式，4米为其路堤高度，耕地为其地表，因承载力无法对路基需求进行有效满足，以此，路基加固时可选用碎石桩进行施工，以此提升其承载能力。通过准确计算得出，60到80kpa为本工程天然地基承载力，1到1.5米为地下水位埋深。为此，可选用0.8米桩径的碎石桩进行施工，其相邻距离一般定为2米，根据等边三角形进行桩位设置，加固处理宽度为2侧路堤坡脚外3米的范围，碎石桩桩长向松软土地层到卵石土层顶面打入，并将一层0.3米厚度的碎石垫层铺设到碎石桩顶部。

三、公路工程软基加固施工中碎石桩技术的施工流程

1、清理场地

施工场地清理平整时，首先对施工场地表面杂物清理干净，如碎石等，随后做好场地平整工作，最后对平整场地后的标高进行准确测量，为桩底、桩顶标高有效控制提供便利。

2、复测施工

复测轴线应在桩基施工前进行，确保施工不会影响施工场地布控点，完成桩基施工后，必须及时复核桩位。在桩位定位时，可严格遵循施工网现状进行桩位控制线的确定，按照施工要求制作桩位图，并标注各个桩的编号，通过桩尺寸与轴线进行桩位确定。同时将样桩设置在施工现场，为确保桩位准确性提供便利。在设定桩位后可全面校核，防止误差的出现。在桩基施工中，根据设计规定有效控制桩基标高，并对桩端及桩顶标高进行及时记录。基于此，可在沉桩影响范围外布设施工水准点，一般水准点必须在2个以上。

3、试桩

施工大面积作业面前，应做好成樁试验工作，以此得出试桩的各项参数，15到20分钟之间为各个桩的成桩时间，根据以下公式可对碎石投入量进行准确计算：

S=ApLK

其中， 填碎石量由S表示； 碎石桩的截面积由Ap表示； 碎石桩的桩长由L表示；K为碎石桩的充盈系数，K≥1.15。

4、机械就位

选取DZ40-60系列走管式振动沉桩机作为施工机械，将桩机移动就位后，应确保其垂直度符合施工确定，在人工配合作用下电动沉管机可对桩位进行准确确定，活瓣式桩尖人工闭合后可进行沉桩作业，向土层内振动下沉桩管到设计规定范围内。随后选用人工的方式，在装载机上进行上料作业，并将一定量的碎石料添加到桩管内部，避免“断桩、缩颈等现象的大量出现。

5、振冲及注浆施工

振冲器与桩位对准，并将压力水泵开启，随后将振冲器启动。确保振动器正常运行后，可进行造孔作业。造孔中心和桩位中心偏差必须控制在100毫米以下，在土层内振冲器可缓慢下沉，并有效控制其速度。振冲器超过设计孔底高程一定距离后，如0.3到0.5米之间，可停止一定时间，随后向孔口位置提升振冲器，并进行1到2次反复作业，当孔口泥浆出现稀化现象时，即可进行清孔作业，为防止塌孔情况的大量发生，必须重视清孔次数，要求缓慢提升清孔状态下的机械设备。清孔后应控制孔底与振冲器之间的距离，一般设置为0.3到0.5米之间，通过装载机将碎石料连续填入孔内，利用振冲器的水平振动力振密孔内的石料，并向孔壁土内连续挤入填料，以此扩大桩径。为确保具有良好的振密作用，必须将制桩过程中的加密电流控制在100A。由孔底向上进行加密作业，不能出现漏振现象。如加密电流与留振时间符合施工规定后，可将振冲器再次提升0.3到0.5米的范围，并对以上填料加密流程进行重复，确保其加密程度与桩顶标高相一致。

施工过程中应对碎石下料现象进行及时测量，一般选用的机械为测锤。遵循下料测量情况，当碎石料灌注情况与设计规定不符合时，必须及时进行反插作业，确保桩内具有密实的碎石情况，反插深度必须控制在桩管长度50%以下，必须确保匀速反插、拔管，要求各个桩反插次数在6次以上。上下运动桩管，不断提升碎石桩，桩尖提升到地面后，方可停止振动作业，以此成桩，并进行下根桩作业。随后挖除基底标高下的松散层，并进行碎石垫层填实、摊铺机压实。

6、施工监测

（1）沉降观测

沉降观测主要包括两种不同的观测形式：地表沉降观测与地基分层沉降观测。采用沉降板进行地表沉降观测，采用分层沉降标进行分层沉降观测。应在钢塑土工格栅、土工格室急砂垫层之上进行沉降板的设置。还可以将沉降板在路基中心、路肩、坡趾和左右路幅中心进行埋设。埋设时，应确保沉降板底槽的平整性，铺设60cm×60cm×20cm的砂垫层在其下方。分层沉降标采用钻孔埋设，钻孔垂直偏差值要求在1.5%以下，同时确保没有塌孔缩孔现象的产生，在埋设过程中必须进行下套管或泥浆护壁，随埋随接波纹管及导管。将分层沉降测点间距有效控制在1米。

（2）水平位移观测

主要选用测斜管观测法进行地基土体位移的观测。采用塑料管作为测斜管材料，在路堤边坡趾部进行埋设。埋设过程中，钻机导孑L的垂直偏差率要控制在1.5%以下。当测斜管底部进入粉砂层或亚粘土层l00厘米时，将管顶控制在比地面高出50厘米的范围内，并采取加盖保护措施。

采用位移边桩观测法进行地面水平位移的观测，在路堤两侧趾部进行埋设，在坡脚处埋设一根，在边沟外侧进行其他边桩的埋设。选用10cm×10cm砼预制桩作为边桩，埋入深度要控制在1.5米的范围内，并在地面露出10厘米。选用打入法进行埋置，应将边桩周围回填密实。

四、结束语

综上所述，公路工程作为国民经济发展的重要组成部分，在交通建设、经济发展中起着关键性的作用。近年来，随着社会经济发展速度的不断提升对公路工程建设提出了新要求，碎石桩技术作为公路软土地基加固工程施工的重要方式，其施工效果是否良好直接影响着公路工程的整体质量，为此，施工单位必须重视碎石桩技术的应用，在规范施工工艺的同时，不断改进技术，提高公路建设的整体质量，推动交通经济的高速发展，为国民经济增长提供一份力量。

参考文献

[1] 王志远.公路软基加固施工中碎石桩技术分析[J]. 黑龙江科技信息. 2015（06）.

[2] 杨权. 常用公路软土地基处理方法在佛山地区的使用研究[D]. 华南理工大学 2010.