公路工程軟基加固碎石樁施工技術的應用

錢龍道+李曉東

摘 要： 伴隨公路事業的快速發展，全國各地越來越多地開展軟土路基工程設計和施工工作，進而增加了軟基加固施工的方式。碎石樁施工技術作為公路工程軟基加固的主要方式，因填料為碎石，則被稱為碎石樁，繼而在世界范圍內得到了廣泛應用。該施工技術在公路工程軟基加固施工中的運用，可全部提升工程質量，具有良好的加固效果。本文主要對碎石樁的概況及公路工程軟基加固碎石樁施工工藝進行了分析與探究。

關鍵詞： 公路工程；軟基加固；碎石樁；概況

一、碎石樁的概況

碎石樁的主要材料為碎石或卵石。其加固原理為在松軟地基中通過振動、沖擊或水沖等方法成孔后，可在土孔內擠壓一定量的碎石，隨后形成密實樁體，該樁體直徑較大，主要構成材料為碎石。進而對軟土地基的整體抗剪強度進行有效提升，并對地基沉降等情況進行緩解。在國外碎石樁、砂樁也被叫做散體樁、粗顆粒土樁。作為散體樁的重要類型，遵循制作方式進行劃分，碎石樁可分為2類：濕法（振沖）碎石樁與干法碎石樁。振沖碎石樁的制作工藝以振動加水沖為主。干法碎石樁是指利用無水沖施工的方式。砂石樁的填充料一般包括：礫砂、粗砂、卵石等。本文以振沖碎石樁進行分析，以加固機理進行劃分，一般情況下在砂土地基施工中選用振動密實施工方式，在粘性土地基內選用振沖置換方式。

振沖密實加固原理：松砂在振沖器強力振動的荷載影響下，將出現重新排列顆粒、縮小體積，形成密砂或產生飽和砂層液化等現象。同時因振沖器水平振動力的重復作用，在回填料添加過程中，可利用填料擠壓密實砂層。

振沖置換加固原理：在高壓水流沖擊影響下，通過一個產生水平向振動的管狀設備，同時進行振動及沖擊作業，以此在粘性土地基成孔，隨后分批將碎石等粗粒徑硬質材料填筑到孔內，并進行多根樁體的制作，樁體與原有地基土則可形成復合地基。

二、公路工程軟基加固碎石樁施工工藝

1、施工準備

施工前需平整場地，按照地形圖進行場地平整標高你定，按照寧填勿挖的原則實施整平作業。地表堅硬物體需徹底挖除，以此確保機械設備順利下鉆。在場地內需雋星運輸道路、道路2邊排水盲溝、縱向排水溝等設置，并對清理、拆除范圍加以確定。施工前，需進行現場成樁試驗，一般試樁數量在5根以上，以此獲取實際技術參數，為工程建設提供保障。在完成各項施工準備作業后，施工前可按照試樁結果與設計規定由技術人員進行技術交底。

2、 碎石樁試驗段施工

按照施工設計要求，碎石樁施工前需按照試驗段施工，并對制樁時間、深度等進行記錄，并對設計參數與施工控制相關數據進行準確驗證，確保技術參數選用的科學性、合理性，并將其作為碎石樁施工的控制指標。按照現場試樁結論，獲取的施工技術參數，施工過程中必須重視其對附近結構物的影響。

一般在碎石樁施工范圍內可直接布設試樁，按照碎石樁施工圖設計進行劃分，每個節段施工前都需做好施工準備工作，具體試驗程序包含以下幾點：

第一，振動器通過吊機起吊并與樁位垂直對準，隨后將振動器開啟，緊接著在土內緩緩放入振動器，并對電流變化范圍進行觀測，下沉速度需控制在1.5m/min，利用造孔電流改變情況對其是否沉入粉細砂層進行確定。

第二，振動器提升并進行2次清孔作業，完成造孔后，需對整個成孔過程所用時間進行記錄。

第三，將碎石料倒入孔內，并在孔內放入振動器進行振搗密實，因地質松軟，碎石料具有較大擴散面積，一時無法有效提升密實度，進而可將碎石料繼續加入孔內進行振搗密實施工，并對密實度是否符合設計規定進行詳細觀測，為確保振動器不卡死，可選取間接填料法進行施工，并對整個制樁過程所用時間、填料量進行記錄。

3、施工流程

（1）施工場地清理整平后，需對整平后的場地進行標高測量，以此對樁底、樁頂標高加以控制；

（2）按遵循設計文件，施工前期，在施工現場可將路基中心線測出，相隔20米可設置一個樁，并遵循填筑層頂面標高可進行每層填筑邊線的放出。并進行相應標識，如路線控制樁、護樁、水準點等。同時照設計規定對樁位進行布設、測量放樣，平面等邊三角形為選取的主要形狀，并做好編號施工；

（3）大面積施工前，需按照試樁結果獲取正確的技術參數，如15到20分鐘為每根樁成樁的時間，碎石投入量公式如下：

S=ApLK

其中，填碎石量由S表示；

碎石樁截面積由Ap表示；

碎石樁樁長由L表示；

碎石樁充盈系數由K表示（K大于/等于1.15）。

（4）選取DZ40—60系列走管式振動沉樁機作為機械設備，樁機移動就位后，應確保其垂直度。施工過程中在人工配合下電動沉管機可準確找出樁位，人工閉合活瓣式樁尖后實施沉樁作業，在土層內振動下沉樁管，確保其符合設計深度。

（5）樁管與設計深度相符后，人工與裝載機相配合進行上料施工，根據試驗段參數，將一定量的碎石料添加到樁管內，整個上料過程應避免斷樁、縮頸等問題的出現；

（6）為確保樁管下端碎石具有良好密實度，要求振動、拔管作業同時進行，并確保拔管具有均勻的速度，同時在每分鐘1到1.5米之間有效控制其速度。

三、公路工程軟基加固碎石樁施工質量控制

首先，利用現場成樁試驗對施工工藝、施工控制措施加以確定，如出現問題，需向相關部門及時上報做出整改。在施工各項記錄工作檢查中，如部分樁與施工規定不符，需做好補救措施。在檢驗復合地基施工質量時，通常選取的試驗方式為單樁荷載試驗；并選取多樁復合地基大型荷載試驗進行加固效果檢驗；選取重II型動力觸探法對碎石樁復合地基檢驗，如100毫米為其貫入量，擊數則在5次以上。

其次，在制樁時，要求各段樁體必須與密實電流、填料量、留振時間等需求相符。制樁時應把振動器從孔口提出加料，或同時進行振搗與填筑作業。為確保施工質量，需詳細觀測與記錄施工過程。隨時間變化樁管下沉情況、碎石預定灌入數量和實際數量、提升樁管與擠壓施工等都為觀測的內容。按照樁管下沉時間曲線可對伴隨時間變化土層松軟度的實際情況進行分析，并對碎石料投放數量加以確定。碎石樁樁頂施工過程中，因上覆壓力不斷降低，樁頂極易出現松散層，加載施工前期需做好挖除與壓實作業，并將復合地基的作用充分發揮出來。

四、結束語

綜上所述，隨著社會經濟發展速度的不斷提升，我國公路工程建設規模也隨之擴大。碎石樁施工作為公路工程軟土地基加固施工的重要技術之一，為確保工程建設整體質量，施工企業必須嚴格遵循工程實際情況，規范施工工藝，選取科學有效的防護措施，延長工程使用壽命，提升行車安全性。■

參考文獻

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