公路工程软基加固碎石桩施工技术的应用

钱龙道+李晓东

摘 要： 伴随公路事业的快速发展，全国各地越来越多地开展软土路基工程设计和施工工作，进而增加了软基加固施工的方式。碎石桩施工技术作为公路工程软基加固的主要方式，因填料为碎石，则被称为碎石桩，继而在世界范围内得到了广泛应用。该施工技术在公路工程软基加固施工中的运用，可全部提升工程质量，具有良好的加固效果。本文主要对碎石桩的概况及公路工程软基加固碎石桩施工工艺进行了分析与探究。

关键词： 公路工程；软基加固；碎石桩；概况

一、碎石桩的概况

碎石桩的主要材料为碎石或卵石。其加固原理为在松软地基中通过振动、冲击或水冲等方法成孔后，可在土孔内挤压一定量的碎石，随后形成密实桩体，该桩体直径较大，主要构成材料为碎石。进而对软土地基的整体抗剪强度进行有效提升，并对地基沉降等情况进行缓解。在国外碎石桩、砂桩也被叫做散体桩、粗颗粒土桩。作为散体桩的重要类型，遵循制作方式进行划分，碎石桩可分为2类：湿法（振冲）碎石桩与干法碎石桩。振冲碎石桩的制作工艺以振动加水冲为主。干法碎石桩是指利用无水冲施工的方式。砂石桩的填充料一般包括：砾砂、粗砂、卵石等。本文以振冲碎石桩进行分析，以加固机理进行划分，一般情况下在砂土地基施工中选用振动密实施工方式，在粘性土地基内选用振冲置换方式。

振冲密实加固原理：松砂在振冲器强力振动的荷载影响下，将出现重新排列颗粒、缩小体积，形成密砂或产生饱和砂层液化等现象。同时因振冲器水平振动力的重复作用，在回填料添加过程中，可利用填料挤压密实砂层。

振冲置换加固原理：在高压水流冲击影响下，通过一个产生水平向振动的管状设备，同时进行振动及冲击作业，以此在粘性土地基成孔，随后分批将碎石等粗粒径硬质材料填筑到孔内，并进行多根桩体的制作，桩体与原有地基土则可形成复合地基。

二、公路工程软基加固碎石桩施工工艺

1、施工准备

施工前需平整场地，按照地形图进行场地平整标高你定，按照宁填勿挖的原则实施整平作业。地表坚硬物体需彻底挖除，以此确保机械设备顺利下钻。在场地内需隽星运输道路、道路2边排水盲沟、纵向排水沟等设置，并对清理、拆除范围加以确定。施工前，需进行现场成桩试验，一般试桩数量在5根以上，以此获取实际技术参数，为工程建设提供保障。在完成各项施工准备作业后，施工前可按照试桩结果与设计规定由技术人员进行技术交底。

2、 碎石桩试验段施工

按照施工设计要求，碎石桩施工前需按照试验段施工，并对制桩时间、深度等进行记录，并对设计参数与施工控制相关数据进行准确验证，确保技术参数选用的科学性、合理性，并将其作为碎石桩施工的控制指标。按照现场试桩结论，获取的施工技术参数，施工过程中必须重视其对附近结构物的影响。

一般在碎石桩施工范围内可直接布设试桩，按照碎石桩施工图设计进行划分，每个节段施工前都需做好施工准备工作，具体试验程序包含以下几点：

第一，振动器通过吊机起吊并与桩位垂直对准，随后将振动器开启，紧接着在土内缓缓放入振动器，并对电流变化范围进行观测，下沉速度需控制在1.5m/min，利用造孔电流改变情况对其是否沉入粉细砂层进行确定。

第二，振动器提升并进行2次清孔作业，完成造孔后，需对整个成孔过程所用时间进行记录。

第三，将碎石料倒入孔内，并在孔内放入振动器进行振捣密实，因地质松软，碎石料具有较大扩散面积，一时无法有效提升密实度，进而可将碎石料继续加入孔内进行振捣密实施工，并对密实度是否符合设计规定进行详细观测，为确保振动器不卡死，可选取间接填料法进行施工，并对整个制桩过程所用时间、填料量进行记录。

3、施工流程

（1）施工场地清理整平后，需对整平后的场地进行标高测量，以此对桩底、桩顶标高加以控制；

（2）按遵循设计文件，施工前期，在施工现场可将路基中心线测出，相隔20米可设置一个桩，并遵循填筑层顶面标高可进行每层填筑边线的放出。并进行相应标识，如路线控制桩、护桩、水准点等。同时照设计规定对桩位进行布设、测量放样，平面等边三角形为选取的主要形状，并做好编号施工；

（3）大面积施工前，需按照试桩结果获取正确的技术参数，如15到20分钟为每根桩成桩的时间，碎石投入量公式如下：

S=ApLK

其中，填碎石量由S表示；

碎石桩截面积由Ap表示；

碎石桩桩长由L表示；

碎石桩充盈系数由K表示（K大于/等于1.15）。

（4）选取DZ40—60系列走管式振动沉桩机作为机械设备，桩机移动就位后，应确保其垂直度。施工过程中在人工配合下电动沉管机可准确找出桩位，人工闭合活瓣式桩尖后实施沉桩作业，在土层内振动下沉桩管，确保其符合设计深度。

（5）桩管与设计深度相符后，人工与装载機相配合进行上料施工，根据试验段参数，将一定量的碎石料添加到桩管内，整个上料过程应避免断桩、缩颈等问题的出现；

（6）为确保桩管下端碎石具有良好密实度，要求振动、拔管作业同时进行，并确保拔管具有均匀的速度，同时在每分钟1到1.5米之间有效控制其速度。

三、公路工程软基加固碎石桩施工质量控制

首先，利用现场成桩试验对施工工艺、施工控制措施加以确定，如出现问题，需向相关部门及时上报做出整改。在施工各项记录工作检查中，如部分桩与施工规定不符，需做好补救措施。在检验复合地基施工质量时，通常选取的试验方式为单桩荷载试验；并选取多桩复合地基大型荷载试验进行加固效果检验；选取重II型动力触探法对碎石桩复合地基检验，如100毫米为其贯入量，击数则在5次以上。

其次，在制桩时，要求各段桩体必须与密实电流、填料量、留振时间等需求相符。制桩时应把振动器从孔口提出加料，或同时进行振捣与填筑作业。为确保施工质量，需详细观测与记录施工过程。随时间变化桩管下沉情况、碎石预定灌入数量和实际数量、提升桩管与挤压施工等都为观测的内容。按照桩管下沉时间曲线可对伴随时间变化土层松软度的实际情况进行分析，并对碎石料投放数量加以确定。碎石桩桩顶施工过程中，因上覆压力不断降低，桩顶极易出现松散层，加载施工前期需做好挖除与压实作业，并将复合地基的作用充分发挥出来。

四、结束语

综上所述，随着社会经济发展速度的不断提升，我国公路工程建设规模也随之扩大。碎石桩施工作为公路工程软土地基加固施工的重要技术之一，为确保工程建设整体质量，施工企业必须严格遵循工程实际情况，规范施工工艺，选取科学有效的防护措施，延长工程使用寿命，提升行车安全性。■

参考文献

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[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

[3] 马良玉. 论路桥施工中的软土地基施工技术应用[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊）. 2015（11）