重力夯擴(kuò)碎石樁在舊路補(bǔ)強(qiáng)工程中的應(yīng)用

張文佳

摘 要：重力夯擴(kuò)碎石樁在公路修補(bǔ)施工中應(yīng)用范圍比較廣，對(duì)提升路面結(jié)構(gòu)性能有很好的作用，是現(xiàn)代公路工程中主要應(yīng)用的舊路補(bǔ)強(qiáng)施工技術(shù)。重力夯擴(kuò)碎石樁施工技術(shù)主要有：操作簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)、安裝拆卸方便、作業(yè)噪音小、占地面積小、可用范圍廣等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，借助擠密作用、置換作用、排水作用，能夠有效提升公路結(jié)構(gòu)的承載能力，提高抗彎、抗剪性能，使得路基結(jié)構(gòu)性能得到基本保障，進(jìn)而為人們的出行提供安全的交通保障。

關(guān)鍵詞：重力夯擴(kuò)碎石樁；舊路補(bǔ)強(qiáng)；路基施工；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

重力夯擴(kuò)碎石樁施工原理是依據(jù)重錘的重力下沖的特點(diǎn)對(duì)樁體四周的土體進(jìn)行擠壓，使密度達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，完成固定成樁目的。在施工期間，重力夯擴(kuò)碎石樁施工具有可置換、可排水、可壓實(shí)的優(yōu)勢(shì)，利用分層夯實(shí)方法對(duì)土體進(jìn)行高效擠壓，實(shí)現(xiàn)擠密作用，該技術(shù)在應(yīng)用過程中噪音小、占地面積小、夯實(shí)效率高、置換性強(qiáng)、操作靈活，對(duì)提高舊路改擴(kuò)建施工效率有很好的促進(jìn)作用，是目前在舊路補(bǔ)強(qiáng)施工中比較常用的技術(shù)。

一、工程概況

本工程為某一舊路改擴(kuò)建工程。該擴(kuò)建工程的總長(zhǎng)度為23.4km。工程采取邊施工邊通車的方式，加鋪結(jié)構(gòu)層的厚度為32cm。原路基的路基承載力較低，路基為堿性土含水量較大。舊路經(jīng)過多年的使用之后，舊路路面出現(xiàn)普遍的病害問題，其中主要的病害問題包括縱裂、不規(guī)則裂縫以及網(wǎng)站龜裂等。為了有效確保工程的施工質(zhì)量，決定采用重力夯擴(kuò)碎石樁對(duì)舊路進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

二、重力夯擴(kuò)碎石樁的施工技術(shù)

1、試樁

試樁是以證明施工具有可行性特點(diǎn)做的基本工作，在試樁作用下能夠清楚地了解到施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并且通過試樁結(jié)果，能夠在施工過程中對(duì)土層、施工工藝以及施工材料等方面進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)不合理的地方及時(shí)糾正，包括對(duì)機(jī)械設(shè)備的使用性能檢測(cè)，結(jié)合所有試樁內(nèi)容的參數(shù)結(jié)果，再次進(jìn)行全程施工分析，對(duì)不合理的地方適當(dāng)調(diào)整，比如：成樁時(shí)間不利于施工，可以在時(shí)裝后對(duì)施工工藝進(jìn)行調(diào)整；壓入碎石量不能滿足成樁需要，可以對(duì)材料使用比例進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；振動(dòng)錘電機(jī)的電流不能滿足機(jī)械正常操作要求，可以對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查與維修，必要時(shí)可以選擇更換新設(shè)備，以保證施工能夠順利進(jìn)行；又或者發(fā)現(xiàn)成樁深度達(dá)不到舊路補(bǔ)修要求，則需要及時(shí)進(jìn)行施工方案改進(jìn)等。

2、施工方法

在本工程中進(jìn)行重力夯擴(kuò)碎石樁的施工主要是按照從四周向中心的順序進(jìn)行。相鄰兩根碎石樁之間應(yīng)采取跳躍間打的方式，這樣可以避免對(duì)相鄰樁造成影響。在正式施工之前應(yīng)先對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整處理。在樁位處進(jìn)行樁機(jī)就位，并對(duì)樁管的垂直度進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)整，根據(jù)要求，其垂直度應(yīng)控制在1.5%以內(nèi)。并且還需要對(duì)樁管的長(zhǎng)度以及投料口的位置進(jìn)行校正，確保滿足設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的要求。在樁機(jī)處需要設(shè)置二次投料口，并在樁位處鋪設(shè)少量的碎石。

采用振動(dòng)成樁機(jī)以振動(dòng)的方式將樁管沉入到土層中，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求的深度位置。一般情況下，樁管沒下沉0.5m的深度，需要進(jìn)行30s的留振，直至穿透液化層并達(dá)到設(shè)計(jì)深度。稍提升樁管使樁尖打開，停止振動(dòng)。安排小推車將石料向樁管內(nèi)灌入石子，直至灌滿為止。啟動(dòng)拔管，在拔管之前應(yīng)先進(jìn)行1min的留振，之后則一邊進(jìn)行振動(dòng)一邊進(jìn)行拔管。一般情況下，拔管的速度應(yīng)控制在每拔1m留振1min。

根據(jù)單樁設(shè)計(jì)碎石用量確定第一次投料的長(zhǎng)度，并進(jìn)行多次反插，直至樁管內(nèi)碎石全部灌入為止。提升樁管，接著通過空中二次投料口進(jìn)行加料，直至樁管內(nèi)灌滿石料，并需要進(jìn)行多次的反插處理。一般情況下，反插的深度應(yīng)控制在樁管長(zhǎng)度的一半以上。將樁管提升出地面，接著停止振動(dòng)，并進(jìn)行孔口投料直至達(dá)到地表位置。接著啟動(dòng)反插，并及時(shí)進(jìn)行孔口補(bǔ)料，直至設(shè)計(jì)碎石用量投完為止。在孔口加壓至前機(jī)架抬起。之后即可將機(jī)架移動(dòng)至另一個(gè)樁位。

3、施工技術(shù)操作要點(diǎn)

在樁管提升和反插操作過程中應(yīng)控制好速度，確保均勻。反插深度應(yīng)按照由淺到深的順序進(jìn)行。一般情況下，在確保樁長(zhǎng)和碎石灌入量的前提下，每根樁的總反插次數(shù)應(yīng)控制在相應(yīng)要求范圍內(nèi)。在施工過程中，對(duì)于樁管帶出的泥土，應(yīng)及時(shí)將其挖除，這樣可以避免孔口的泥土掉入樁孔內(nèi)形成斷樁的問題。

在施工過程中應(yīng)特別注意土層的變化。如果發(fā)現(xiàn)土層出現(xiàn)較大變化，與地勘報(bào)告相差較大時(shí)，或者投料量、沉管速度出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)立即停止施工。如果遇到孤石或者局部硬土層時(shí)，導(dǎo)致沉管困難或者無法沉管時(shí)，此時(shí)應(yīng)測(cè)量沉管的深度，并將其移動(dòng)至旁邊位置繼續(xù)進(jìn)行沉管，并量出沉管的深度，如此進(jìn)行多次的沉管和測(cè)量，最終確定土中存在的局部硬土層的范圍。如果硬土層的范圍較小，則可以在原樁位處繼續(xù)進(jìn)行碎石的灌注，碎石量仍需要滿足設(shè)計(jì)碎石用量的要求。如有必要，可以在該樁附近進(jìn)行補(bǔ)樁處理以對(duì)土基進(jìn)行加固處理。如果硬土層的存在范圍較大時(shí)，則應(yīng)及時(shí)上報(bào)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)變更處理。在施工過程中，應(yīng)及時(shí)安排相關(guān)人員進(jìn)行沉降觀測(cè)和穩(wěn)定性觀測(cè)，并及時(shí)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的整理，以進(jìn)行動(dòng)態(tài)施工。

三、重力夯擴(kuò)碎石樁的施工質(zhì)量控制

在加料振密過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照要求控制好密實(shí)電流和留振時(shí)間。需要注意的是，只有振動(dòng)器在固定深度位置振動(dòng)一定時(shí)間之后，此時(shí)電流穩(wěn)定在某一數(shù)值時(shí)，方可將此數(shù)值作為填料密實(shí)度的代表值，根據(jù)要求，振動(dòng)器的穩(wěn)定電流值應(yīng)確保超過密實(shí)電流值。此時(shí)方可代表該樁的施工完成。為了有效確保樁體的施工質(zhì)量，樁體施工應(yīng)確保連續(xù)進(jìn)行。在單位深度范圍內(nèi)，碎石的填充量應(yīng)確保滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。根據(jù)要求，密實(shí)電流應(yīng)控制在50A上，留振時(shí)間則應(yīng)控制在10～20s之間。

根據(jù)要求，所采用的碎石填料含泥量應(yīng)控制在5%以內(nèi)，并且應(yīng)滿足質(zhì)地堅(jiān)硬、無風(fēng)化等要求。碎石的最大粒徑應(yīng)控制在50mm以內(nèi)。樁位允許偏差。根據(jù)要求，樁位的允許偏差應(yīng)滿足如表2所示的要求。碎石樁的施工應(yīng)確保不存在短樁和漏樁的問題。

四、地基處理效果檢驗(yàn)

對(duì)于重力夯擴(kuò)碎石樁施工，應(yīng)在施工完成之后對(duì)其加固效果進(jìn)行檢驗(yàn)。根據(jù)要求，應(yīng)委托具有相關(guān)資質(zhì)的單位對(duì)重力夯擴(kuò)碎石樁進(jìn)行靜載試驗(yàn)。一般情況下，應(yīng)根據(jù)建筑地基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行樁號(hào)的選擇。靜載試驗(yàn)過程中應(yīng)滿足相關(guān)設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。根據(jù)靜載試驗(yàn)結(jié)果可以知道，本工程的重力夯擴(kuò)碎石樁的極限承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

結(jié)語：在舊路補(bǔ)強(qiáng)施工過程中，要對(duì)路基軟土層加以重視，并結(jié)合現(xiàn)代公路使用情況與要求，為保證施工質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命則需要進(jìn)行相應(yīng)的施工技術(shù)應(yīng)用選擇。目前，重力夯擴(kuò)碎石樁在舊路補(bǔ)強(qiáng)中應(yīng)用效果非常好，通過自身的擠壓作用、置換作用以及排水作用，再加上施工方便、簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，能夠在很大程度上提高施工效率，保證路基承載力能夠滿足道路使用要求，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量施工效果，是值得全面推廣與應(yīng)用的施工技術(shù)。

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