公路邊坡加固施工中碎石樁技術的應用

王懷鋒+馮冠軍

摘 要： 在基礎形變下，利用樁、土變形協調，大多數荷載將向碎石樁體傳遞，將大大降低土體負荷，改善濕陷地基使用性能。除此之外，碎石樁能夠有效增強黃土密實度，降低孔隙比，進而實現濕陷性消除、壓縮性減小及抗震性能提升的目的。為此，本文通過具體工程案例，對濕陷性黃土路塹邊坡加固施工中碎石樁施工工藝及質量控制進行了分析與探究。

關鍵詞： 濕陷性黃土；路塹邊坡加固；碎石樁

伴隨公路工程建設規模的不斷擴大，不僅拉動了沿線經濟快速發展，也為人們日常出行提供了便利，為保證公路運輸安全性能，需要不斷應用新技術、新工藝有效提高公路工程路基穩定性及行車舒適度。路基施工在公路工程建設中占據著重要的地位，若路基穩定性不能達到相關技術標準，將會影響公路工程使用壽命，還會危險過往車輛通行安全。目前，碎石樁在路基邊坡加固施工中應用極為廣泛，且具有良好耐久性和穩定性，能夠有效提高路基承載力。在具體施工過程中應結合公路工程實際情況，選取合適的施工參數，規范施工工藝，保證路基邊坡施工質量，促進公路運輸事業可持續發展。

一、工程案例分析

某公路工程試驗段總長度為200m，起止樁號為K33+038～K33+238。本工程有路塹通過，28m為中心挖方高度，二級防護為其擋墻防護，一級防護為漿砌片石加支撐盲溝，骨架護坡為二級防護。施工檢測發現有4條寬度為20～40mm的裂縫存于片石護坡上，除此之外擋墻、護坡接觸部位出現鼓包變形。該施工段地質按照由上到下的順序地層情況為黃土—卵石土—砂巖，工點范圍地下水埋深在18m以上。

二、路基加固原理

碎石、水泥等為碎石樁的主要材料，其拌和比例為碎石：水泥：粉煤灰=8：1：1，均勻攪拌后向樁孔內灌注，和附近黃土構成復合地基，黃土附近自由結合水可被粉煤灰、水泥充分吸收，進而降低土的含水量，減弱黃土收縮濕陷性，增強土的密實度。

1、良好密實度的碎石樁可選用樁體體積一致的軟弱黃土替代，與附近黃土相比，樁強度、抗變形性能較高，因此，可有效改善樁和樁間黃土形成的復合地基性能，降低沉降量，提升地基整體穩定性、抗破壞能力。

2、增加土層密實度，可有效提升結構強度。不斷增加標貫擊數，實現土層自身抗液化能力有效提升。除此之外，碎石樁排水性能良好，可加快擠壓作用下產生的超孔隙水壓力的消散速度，減少孔隙水壓力上升幅度，并能夠將樁間土抗液化能力有效提升。

3、通過試驗得出，在黃土影響范圍內改性樁為其樁直徑5倍，1m為設計樁間距，為此，樁的影響范圍相互重疊，以此達到路基穩定性提升的目的。

三、公路邊坡加固施工中碎石樁施工工藝

1、選擇施工方案

振動成樁、錘擊成樁為成樁的主要類型，振動成樁可影響其周圍建筑物，該施工場地與民房相近，為磚土結構，具有較差穩定性。為確保周圍建筑物安全，可選取錘擊成樁法進行施工，該施工法影響較小。單管成樁與雙管成樁作為錘擊成樁法的主要類型，單管成樁法需進行鋼筋混凝土錐形樁尖預制，將嚴重浪費材料，并會對工期造成一定影響。同時，需按照拔管速度進行樁身連續性控制，操作難度大，且樁身密實度不合理。通過分析對比，雙管成樁優勢較大，如浪費小、成樁快，便于操作，可對樁身質量進行有效控制，基于以上分析，本文選取雙管錘擊碎石樁進行施工。

2、施工準備

施工前，需及時將護坡漿砌片石清理干凈，根據現有坡度進行工作平臺開挖，寬度為3m，且完成上部開挖的支撐防護作業。同時，進行樁位測量布設，合理控制樁孔間距，布設形狀為等邊三角形，施工樁位偏差控制在5cm以內。根據碎石：石灰：水泥：河砂：水=58：：1：10：18：4比例合理拌制材料。

3、樁基選擇、就位

本工程選取起重能力為300kN的柴油打樁機，其樁錘為15kN。同時，選取無縫鋼管作為護筒，為6mm壁厚，并進行芯管配置。芯管施工前需進行合金短刃開口鋼靴樁尖的安裝，320mm為護筒直徑，300mm為芯管直徑，1.5m為芯管長度。

為避免制樁施工過度影響樁間土，可選取間隔制樁法進行施工。樁機就位后，樁管尖端應與布設后的樁位對準，保證尖端和孔位中心偏差控制在2cm以內。

4、錘擊造孔

開啟柴油樁錘，向土層內一起打入內外管，直至滿足設計深度，終孔后即可實施清孔作業。以外管投料口不堵塞為準，將內管拔起，并將料口打開，向外管內裝入碎石。隨后將投料口關閉，放下內管將其壓在外管內碎石面上，并將外管拔起，保證外管上端接觸內管、樁錘。樁錘施工中，合理控制樁底第一次投料量，隨后進行錘擊壓實作業，確保樁底密實度符合設計要求。

5、連續造樁

內管拔起后，將碎石添加至外管內，合理控制各次投放料，并做好錘擊壓實作業，確保樁密實度符合施工要求。重復以上工序，直到拔管與樁頂相近。

6、封頂成樁及回填封閉

制樁滿足樁頂需求后，需及時進行錘擊壓實到地面，進行封頂施工，要求在-10cm以內控制有效樁長偏差。全部樁孔封頂成樁后，需立即進行改良土回填施工，并做好夯實作業及干砌片石勾縫封閉施工。

四、公路邊坡加固施工中碎石樁施工質量控制

1、樁身連續性。拔管過程中不存在拔空管，則不會出現斷樁問題，保證樁身具體連續性。如樁忽然快速下降，將產生傾斜問題，通常這種情況就屬于樁尖劈裂，如樁無法下沉或回跳問題多，則需將芯管拔出，查看巖石粉末是否存在，隨后再次連續選取樁錘進行3到5次擊打施工，如中間無小塊巖石夾雜，則再次連續進行多次擊打，如無法擊破即可確定該樁滿足設計要求。

2、質量檢測。將試驗樁附近土體挖除后通過測量結果顯示，有效樁徑滿足設計要求，且具有良好成樁效果。黃土濕陷性消除是該工程碎石樁施工的主要目的，但并沒有對復合地基承載力做定量分析，為此，可選取標準貫入試驗進行樁身抽檢，對其密實度進行詳細檢驗，得出樁身具有良好密實度。

本工程選用級配碎石（10—30mm粒徑）作為樁體材料，因具有15%天然黃土含水量，為此，必須有效控制碎石含水量，通常選取的級配碎石含水量為9%左右。施工前需先進行試樁施工，所需數量為7到9根，通過試驗確定施工參數。按照由兩側到中間的順序進行工作平臺施工，各級工作平臺開挖順序為從下至上，按照施工現場具體情況進行工作平臺寬度的確定。如存在拔空管問題，則再次進行原位沉管投料施工，也可在其周圍補打一根樁。

3、整治效果。本工程打樁總量為389根，2300m為其總長度，2年后檢查發現，本護坡工程仍具有良好穩定性，沒有產生濕陷滑坡問題，施工效果良好。

五、結束語

綜上所述，路基兩側的坡面部分即為路基邊坡，其作用為避免水流沖刷及穩定路基，為達到良好防護及加固效果，必須合理選取防護措施。碎石樁作為公路邊坡加固施工技術之一，其技術水平的高低將嚴重影響工程質量。為此，必須嚴格按照施工現場具體情況，規范施工工藝，全面提升工程質量。■

參考文獻

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