淺談碎石擠密樁在西南紅層區(qū)施工的質(zhì)量控制

汪 彥

（1.杭州市交通工程集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 310007；2.同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，上海 201804）

1 我國(guó)西南紅層區(qū)的特征

眾所周知，高填方軟基路段的穩(wěn)定取決于其軟基是否得到妥善治理。而影響軟基治理的最大因素，莫過于對(duì)地質(zhì)特性的深入了解，制定出符合實(shí)際情況的軟基治理方案，從而保證其上方填筑路基的穩(wěn)定性。我國(guó)西南地區(qū)是一個(gè)地質(zhì)條件較特殊的區(qū)域，山區(qū)溝谷縱橫、地勢(shì)平緩、排水不暢，易產(chǎn)生軟基。西南紅層區(qū)主要分布在我國(guó)重慶、云南、四川周圍大部分地區(qū)，廣西、貴州的局部地區(qū)也有分布。紅層區(qū)，即我們國(guó)家西南部分地區(qū)從三迭紀(jì)末期至白堊紀(jì)沉積了一套陸相或者湖相巨層紅色碎屑或者碎石巖系統(tǒng)。淺層風(fēng)化的地帶裂隙水的補(bǔ)充和供給都是比較充足的，以舊帶新的速度相對(duì)而言比較快，對(duì)于工程的影響比較大。紅層地區(qū)軟弱夾層地質(zhì)對(duì)于高速公路的性質(zhì)影響是比較顯著的。軟夾層可分為碎塊軟夾層，軟巖石夾層，碎屑軟夾層和泥沙化軟層。軟夾層的形成過程較為復(fù)雜，沙土的沉積沉淀作用使軟弱層的物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了翻天覆地的變化。軟弱層在地應(yīng)力，地下水作用下，強(qiáng)度會(huì)根據(jù)顆粒組成的變化而呈現(xiàn)出不同的形式，在應(yīng)力集中和地下水活動(dòng)頻繁的地區(qū)，細(xì)顆粒會(huì)比其他地域增加很多很多，從而強(qiáng)度降低。

軟弱夾層會(huì)影響土體抗滑性質(zhì)，影響穩(wěn)定。經(jīng)過研究表明：第一，軟弱夾層的強(qiáng)度和粘土礦物顆粒組成，礦物成分和其活躍程度，顆粒表面積等因素有關(guān)，不同的礦物顆粒組成對(duì)夾層抗剪能力的影響也有很大區(qū)別。第二，軟弱夾層與上下巖層檢出面積的粗糙程度對(duì)強(qiáng)度有比較明顯的影響，泥化層間破碎夾層構(gòu)造作用很容易形成泥化表面破壞夾層形成簡(jiǎn)陋的粗糙面。最后，軟弱夾層抗剪強(qiáng)度隨充填厚度增加而降低。所以對(duì)于這種土體特性的地基施工，碎石擠密樁是比較理想，行之有效的施工技術(shù)方式。

2 碎石擠密樁的概念

碎石擠密樁是指運(yùn)用沖擊、震動(dòng)或者擊水等方式在軟弱地基中形成空洞，再將碎石擠壓到孔洞中，碎石或者砂石做構(gòu)成的擠密樁體。與此同時(shí)產(chǎn)生了多種施工工藝如：振動(dòng)擠壓，重力錘擊，沉管，干振動(dòng)，振動(dòng)氣沖，袋裝碎石等。

3 納黔高速碎石樁處理軟基設(shè)計(jì)圖

粉質(zhì)粘性土的軟基，路基邊溝內(nèi)側(cè)外3.0m范圍采用碎石樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。樁體直徑50cm，樁平面間距1.0～1.5m，呈等邊三角形布置如圖：

4 碎石擠密樁的施工步驟及施工要點(diǎn)

4.1 場(chǎng)地平整。土質(zhì)比較松軟的地帶，可用木板作為墊板使用，清除地下障礙物，做好放線工作，保證每個(gè)樁點(diǎn)準(zhǔn)確無誤，查明并確認(rèn)地下管線等原有設(shè)施，避免不必要的施工事故。

4.2 樁機(jī)，材料進(jìn)場(chǎng)，定樁位放樣。樁基進(jìn)場(chǎng)要進(jìn)行多次調(diào)試，保證機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常后才可定位。準(zhǔn)備的碎石級(jí)配為自然級(jí)配，最大直徑不要超過3cm，含泥含水量也要嚴(yán)格控制。充盈系數(shù)為1.3。

4.3 技術(shù)交底，樁機(jī)就位。施工人員必須有相應(yīng)的工作經(jīng)驗(yàn)，熟悉施工圖紙，施工的操作程序以及各種規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)圖紙信息，做好機(jī)器的定位工作。機(jī)器就位后，在地面上確定樁孔位置無誤，墊好事先準(zhǔn)備的墊塊，支好起吊架，使起吊架平穩(wěn)堅(jiān)固無位移，以減少誤差。校正樁管長(zhǎng)度，使其與設(shè)計(jì)要求相符合，設(shè)置二次投料口。

4.4 振動(dòng)及投料。樁機(jī)對(duì)準(zhǔn)樁點(diǎn)開始工作，邊振動(dòng)邊下沉至設(shè)計(jì)深度，每下沉0.5m留振30，秒鐘。稍微提升樁管，使得樁尖得以打開，停止振動(dòng)，灌入材料，直至灌滿。啟動(dòng)拔管，拔管前留振一分鐘，以后邊振動(dòng)邊拔管，拔管速度需要均勻。根據(jù)單個(gè)樁體設(shè)計(jì)碎石的材料用量，確定第一次投料的成樁長(zhǎng)度，進(jìn)行數(shù)次反插直到樁管內(nèi)隨時(shí)全部灌入。提升樁管，開啟第二次投料口，進(jìn)行二次投料直到灌滿。啟動(dòng)拔管，一邊振動(dòng)，一邊上拔，并再次進(jìn)行數(shù)次反插，至管內(nèi)碎石全部投出，反插深度應(yīng)小于樁管長(zhǎng)度的一半。然后提升樁管高于地面，停止振動(dòng)，進(jìn)行孔口投料直到地表面。啟動(dòng)反插，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)料至該樁隨時(shí)用量全部投完為止，孔口加壓至前機(jī)器架子抬起，完整一根單樁的施工。

4.5 重復(fù)此過程至全部樁點(diǎn)施工完畢后，整平場(chǎng)地，測(cè)量標(biāo)高，檢查是否漏打錯(cuò)打，整理施工記錄。

5 碎石擠密施工的質(zhì)量控制

5.1 充分做好施工前的準(zhǔn)備工作，將場(chǎng)地整平，按設(shè)計(jì)間距布置樁位并用竹簽釘出，樁間偏差小于10cm。

5.2 施工之前必須進(jìn)行成樁試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容有，成樁時(shí)間，壓入碎石量，重錘電機(jī)的電流等等。對(duì)試樁進(jìn)行承載力測(cè)驗(yàn)，試樁數(shù)在7-9根。經(jīng)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)與施工控制的有關(guān)數(shù)據(jù)作為碎石樁大面積施工的主控指標(biāo)。

5.3 施工單位，監(jiān)理駐地辦必須對(duì)成樁施工階段的整個(gè)過程加以嚴(yán)格的監(jiān)管和督查，并且詳細(xì)記錄每根樁碎石填量，沉管振動(dòng)力時(shí)間，擠密時(shí)間，提升高度和速度，樁經(jīng)樁長(zhǎng)樁距，電流量等，監(jiān)理要隨時(shí)巡視檢查，核實(shí)旁站記錄。

5.4 相鄰兩根樁距離過近時(shí)，必須做到隔間跳打，從最外側(cè)開始向內(nèi)延伸。施工單位檢查樁孔數(shù)的百分之2，且不少于5根。填石量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)量的95%。

另外對(duì)于以下幾點(diǎn)應(yīng)作為主控質(zhì)量項(xiàng)目進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)管：（1）碎石和沙礫的填充量應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的要求，施工中樁內(nèi)的填充量要大于或等于理論的填料量，準(zhǔn)確的控制碎石的密度。（2）在碎石擠密樁的施工中，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的記錄下原始數(shù)據(jù)，打完一根樁，要在圖紙上及時(shí)的標(biāo)注，以防日后的施工中出現(xiàn)漏打或者打重這樣的情況。（3）施工沉管時(shí)應(yīng)該時(shí)刻注意土層的變化，如果出現(xiàn)土層有明顯的不同，投料量和沉管的速度有較大的異常時(shí)，要第一時(shí)間查明其中的緣由，做出系統(tǒng)的調(diào)整方案，通過有關(guān)的檢查批準(zhǔn)后再行動(dòng)工。（4）二次投料時(shí)應(yīng)采取高空投料的方法，如果在樁體本身的投料孔加料，而不采取高空投料的方法，如果遭遇特殊的地基，沒有辦法保證樁內(nèi)始終有料。拔管反插時(shí)容易出現(xiàn)樁內(nèi)容易產(chǎn)生空料，附近的泥土沙石容易注入樁體，容易形成擠密樁的斷裂，令擠密樁不能有良好的承載效果。

結(jié)語

碎石擠密樁在當(dāng)代社會(huì)施工中必不可少，規(guī)范操作，嚴(yán)于質(zhì)量管控是必不可少的重要條件。各個(gè)施工單位要加大管理力度，按照設(shè)計(jì)要求施工，把高速公路建立在穩(wěn)固的基礎(chǔ)之上。

[1]JTG F10-2006，公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃辦公室.巖石壩基工程地質(zhì)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社.