淺析砼樁在高速公路軟土地基加固中的應用

楊波

摘 要：長期以來，高速公路擔負著國家經濟運輸、區域人文交流的重要職責，不僅能提升通行效率，也能節約土地資源。高速公路施工里，軟土地基的加固對工程質量產生較大的影響。所以，本文以xx高速公路某段工程為例，對水泥粉煤灰碎石混凝土樁的加工原理、施工要求作了詳細分析。同時，還介紹了三種質量檢測方法，并就常見的軟基加工問題給出了對應的解決方案，為類似項目的施工提供有用的建議。

關鍵詞：高速公路;砼樁;軟土地基加工;應用分析

1前言

xx高速公路全長是59.3km，是“七縱五橫”的一個比較關鍵的成分。該公路北起羅源上樓，接羅寧高速終點;南接福泉高速公路起點，至長樂營前，總計歷經了2年半。xx高速公路的通車極大的緩解了當地交通壓力，加快了區域間經濟文化交流。

按照設計規劃，xx高速公路沿線多水道、高山深谷，地質復雜。特別是在連江東湖以南，所穿越的沖海積平面廣泛分布著強度小、含水量大的淤泥質粘土，給施工帶來了巨大的挑戰。如果不采取特殊的措施處理軟土地基，不僅會導致行車不安全，也會使得施工受到較大的影響。

根據xx省域現有竣工工程項目看，在處理公路施工中的軟基時，主要根據軟土地基深度采取不同的施工方案。首先，對于淺層軟基，可使用粉煤灰樁法;其次，深層軟基，可使用“以橋代路“法，以此減少施工難度，控制不確定性因素。

1 水泥粉煤灰碎石混凝土樁加固機理

水泥粉煤灰碎石混凝土樁（ Cement Fly- ash Gravel Pile，粉煤灰樁） 有高度粘結性，無配筋計算要求，以石屑、粉煤灰、砂為原料，造價較低。同碎石樁相比，粉煤灰樁不易膨脹，能夠向軟基深層傳遞荷載?？傮w而言，在軟土地基加固中，粉煤灰樁扮演了樁體與擠密等相關角色。在載荷條件下，同軟土相比，粉煤灰樁不易被壓縮（與粘結強度有關）。在地基發生形變之后，灰樁會承受源自于基礎的附加應力，并導致應力集中。所以，粉煤灰樁具有經濟性、技術性優勢。

在振動沉管法下，可以快速的對樁體摻合料進行擠密。這樣，在灰樁成形后，其壓縮系數、孔隙比、含水量等參數都會大為縮小。

在軟土地基的加固中，如果采取粉煤灰樁方案，則需要將重點放在了減小地基形變、提高地基承載力上。特別需要做好樁體摻合料的選擇與擠密操作，增強樁體的承載力。如果地基屬于松散砂性土，則應重點做好擠密工作。但是，在粉煤灰樁方案下，單純的對松散砂性土實行擠密作業將增加投入，延長工期。

2加固設計

在加固飽和軟粘土時，可參考無配筋沉管灌注樁方案來設計粉煤灰樁。在xx高速公路某段，所設計的粉煤灰樁的各項參數為：

樁長：10～30m，樁徑：40cm，樁距：1.6～2.4m。此外，栓樁尖設計為C35，樁身為C15（部分樁位C20）。

樁體碇材料：II級粉煤灰，中粗砂，石屑，碎石（24cm），水泥。

參考沉管灌注樁設計規范，確定灰樁單樁承載力。參考沿線地質情況與荷載要求，可在砂性粘土層上設計持力層。

在路堤上刺入樁體時，路基的柔性荷載特性會使路基發生沉降。在實際施工中，通常會將擴大頭樁帽設置在灰樁頂部來遏制沉降。在樁帽上，需加筋、墊層，以協調形變。樁帽標號參考樁體設計。樁頂擴大頭設計圖見圖1。

圖1粉煤灰樁樁頂擴大頭示意圖

粉煤灰樁方案也可用于加固軟基通道、撼動。為了防止路基與涵洞的連接位置出現沉降，不僅要做好地段順接，也要在樁頂加筋墊層，并控制樁距。若情況特殊，可將柱底墊板安裝在涵底。如下圖。

圖2涵洞處軟基處理示意圖

在路堤與橋臺間，可通過安裝“長短樁”來控制沉降。此外，還須安裝過渡板（5m）、搭板（8m）。圖3，為長短樁設計示意圖。

圖3 橋頭地段粉煤灰樁處理示意圖

在已建道路與新建道路之間，也可參考上述解決方案。若施工場地受限，可使用小孔徑鉆孔灌注樁、錨桿靜壓樁方案。

3粉煤灰樁施工要求

為提高粉煤灰樁施工質量，加快項目進程，應做好以下幾項工作：

（1）施工場地應具備同料、通電、通水條件，且場地要平坦。確保軟基排水系統通暢，在軟基兩側挖掘排水溝。嚴格按照平整度、壓實度指標，設置土路拱。為場地附近有河溝、池塘分布，可進行填砂、圍堰操作。

（2）按照樁位誤差低于5cm的標準進行樁位放樣，并埋置樁尖。根據機械抬架參數，確定灰樁樁長。

（3）嚴格的結合實驗報告，鎖定灰樁配合比，提高配料的科學性。

（4）試樁抬架配重應超過各端抬架配重的1/2，并記錄試樁時的樁長、電流等信息;檢測樁身完整性，計算樁體承載力。以試樁數據為參考，指導工種樁施工。

（5）使用靜壓振動沉管灌注樁機。

（6）保護已有樁身，防止在移機、新裝施工中損壞已有樁體。打樁時，應調樁、跳排施打。施工中，需通過橋臺后跳排向后退大;提高施工的精準性，在核驗排樁軸線后才施工;嚴格控制拔管時間，拔管前，需保持3～5s的振動;在向樁管灌入了3m的栓后，便可拔管。樁頂埋深應超60cm，擴大頭樁帽頂標高應相同。在28d齡期后，可填筑路基、鋪筑碎石層。

（7）在進行樁基、橋臺的施工前，應當在距這些結構物的30m之內完成粉煤灰樁施工。

（8）嚴格做好試塊留樣檢測，為工程提供分析參考。為了跟進栓的質量，1臺機組每天所留樣的試樣應當為2組，且每組分別需進行持續7天、28天的測試?；覙犊⒐ず?，應在28d后檢測樁體。如果各相參數達標，可填筑路基、鋪筑碎石層。

4質量檢測

在明確了粉煤灰樁的各項參數之后，以施工要求為指導，進行了加固設計。灰樁竣工后，需通過檢測來考察工程質量，維護通車安全。在實踐中，可根據具體情況選用合適的檢測法，如PIT低應變檢測、靜載實驗、瑞利波法等。詳細介紹如下：