振动挤密砂桩施工技术在公路软基处理中的应用

崔树峰

（中建路桥集团有限公司，河北 石家庄 050000）

一、引言

软基是公路建设中最常见的路基形式，但其含水量多、渗透性差、承载力不足，因此在施工时应采取适当的处理措施。软基问题包含地基土稳定和变形两方面，解决这两种问题的关键是根据软基本身性质特点，选择经济合理的加固方式。公路软基常用的处理方式包括换填法、排水固结法、强夯法及振动挤密桩法等。虽然处理方式多种多样，但是在实际运用过程中需要根据工程具体特点选择合适的处理方式，使其在处理过程中发挥应有的作用。本文采用振动挤密砂桩法处理某软基工程，并详述施工过程，以期为后续类似工程提供有效参考借鉴。

二、软基特点

软基的主要特点主要包含以下几方面：由于软基主要由泥炭等有机物组成，因此其抗剪强度都较低。软基中含有大量水分和腐殖质等物质，导致其本身很难保持稳定状态。软基是由絮凝状物质沉积而来，不受外部荷载作用时，尚可处于稳定状态，但一旦受到外界力的作用，便会打破自身稳定性，迅速破坏软基内部结构，变成稀释状态。软基在垂直层面上透水率低，不利于排水固结，由于软基中含有大量细砂成分，极易导致其上部建筑物出现不均匀沉降。当软基长期持续受到外部荷载作用时，会发生明显的变形，且变形量随时间逐渐增大，最后导致整体边坡土体发生坍塌，非常不利于公路和边坡的长期稳定。

三、工程实践

（一）工程概况

某公路工程全长28.6km，经地质勘察发现该路段表层主要为淤泥质土，下层主要为细砂层和软石层，其中部分还掺有淤泥质土。通过探测浅层地下水，发现地下水为上部土层中的孔隙水，主要来源于浅层地表水和大气降水。综上所述，该公路所处区域承载力低，含水量较大，若直接在上面修筑公路结构会增加路基的不稳定性，因此需要采用合适的技术处理淤泥质土层，即最终选择振动挤密砂桩施工技术处理软基。

（二）施工工艺流程

为了确保对软基的处理效果，需要详细分析振动挤密砂桩法施工流程，确保每道施工步骤都符合规范要求，以提升路基施工质量。

1.施工准备阶段

为保证整个施工流程顺利推进，在正式施工前需要培训相关技术人员，掌握整个振动挤密砂桩法施工关键步骤。此外，还需要做好施工机械的调试工作，避免在使用过程中出现故障，进而影响施工进度。根据软基处理宽度确定路中线位置并实地放样，使用全站仪、水准仪等测量设备和石灰粉放样标记出软基处理范围，确定路基两侧控制桩位置，并依据桩位确定砂桩的位置。桩管下沉前，需要使用油漆标注出沉管深度，以便后期确定砂桩下沉的具体深度。待桩机达到指定位置后检查安装平稳，使桩管处于竖直状态，依靠全站仪调整水平和竖直方向，确保桩身完全竖直，避免出现偏差。

2.砂桩布置

振动挤密桩的位置采用等边三角形布设，每个桩间隔1.2m左右，桩身直径为50cm，并确保桩管进入下层深度不低于50cm。振动挤密桩整个桩身长度约为14m左右，其中设置褥垫层50cm，对于路基填筑高度大于4m的地方，需要在上部设置两层复合的土工织布。

3.桩身检查

待振动挤密桩成型30天后，严格按照规范要求使用静力探测器检测密实度和桩身长度指标，并比对分析获取的数据，综合各因素判断桩身施工是否合格。全部指标合格后，开始砂垫层施工。

4.堆载和卸载

堆载通常选择路基填筑材料完成预压。路基填筑过程中需要保证填筑材料的均匀和密实，确保路基压实度指标满足要求。碾压施工完成后，继续监测路基压实度和沉降量，施工刚结束时的路基沉降量应小于10cm，两个月后的路基累计沉降量应不大于5mm。这些指标满足要求后，方可堆载填筑料铺筑路面。

5.施工现场监测

为及时了解路基沉降量变化，在堆载和卸载完成后，应及时监测现场，以进一步提高软基处理效果。现场监测主要包含沉降监测、分层沉降监测及侧向位移监测等内容。监理单位组织相应的技术人员进入现场，按照图纸要求完成有效的监测和记录。将监测得到的数据汇总上传，做出基于软基处理效果的评估分析，同时也为后续堆载和卸载过程提供参考。

四、软基加固效果

（一）加固过程中出现的问题

由于现场技术人员操作问题和外界环境因素影响，导致软基加固过程中会出现各种各样的质量问题，具体包括以下几方面：

1.桩身倾斜

在沉桩前未使用或使用全站仪监测垂直和水平方向的桩身时出现误差，造成桩身倾斜度过大，最终导致振动挤密桩下沉后出现大幅倾斜，同时也会影响到附近其他桩身。

2.断桩

在振动挤密桩成型和下沉过程中，断桩是最为常见的一种问题，其原因可能是由塌孔或沉管活页打开不及时造成。

3.堵管

出现堵管问题的原因是在活页施工中未能及时打开，导致挤密桩下料困难，同时还有可能是装载机将含有泥团的砂料带到管内，砂料本身含水量大等，综合作用下使得管身内部的砂料不能及时下降至底部，造成堵管现象。

（二）加固效果分析

1.沉降满足要求

施工结束后，应及时按照相关规范要求监测路基沉降及水平位移，详细分析获取的数据，当发现经振动挤密砂桩处理后的软基位移量小、且沉降量也满足要求时，表明其处置效果良好，振动挤密砂桩可以对软基起到良好的控制作用。

2.提高路基强度和稳定性

基于对软基的处理和施工质量控制，发现振动挤密砂桩可以减小路基下沉概率，同时还可以极大提升路基承载能力和稳定性，延长公路使用寿命，减小养护维修成本。

3.具有良好的社会经济效益

相较于其他软基施工处置方式，振动挤密砂桩施工流程简单，施工成本低，且不会对周围环境产生污染破坏，最重要的是可以显著提高软基的强度和稳定性，具有良好的社会经济效益，便于后期进行推广应用。

（三）工程沉降检测

检测路基施工质量是否符合标准的最简单的方式就是每隔一段时间对路基沉降量进行分析，本工程通过事先埋置在路基内部的沉降板对路基进行长达9个月的沉降监测。由数据得出，当路基全部施工结束时，沉降速度已经趋于稳定状态，经9个月后继续对路基沉降量进行计算，发现月平均沉降值均稳定在0.2mm以内，总的沉降量也没有超过30mm，表明采用振动挤密砂桩法可以有效减少软基沉降量。

五、结语

软基的处理过程十分复杂，不仅要根据工程实际特点选择合适的处理技术，同时还要在施工中注意每个流程操作是否符合规范标准，否则施工后不仅未能有效改善软基的缺陷，还浪费了人力、物力和财力。本文通过工程实际，采用振动挤密砂桩法对软基进行处理，发现处置效果良好，且工后沉降值均稳定在一定范围内。施工过程中，需要及时检查桩身质量，避免出现堵管、断桩、桩身倾斜等问题发生，确保每道工序质量都合格。