振動(dòng)擠密砂樁施工技術(shù)在公路軟基處理中的應(yīng)用

崔樹峰

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050000）

一、引言

軟基是公路建設(shè)中最常見的路基形式，但其含水量多、滲透性差、承載力不足，因此在施工時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧＼浕鶈栴}包含地基土穩(wěn)定和變形兩方面，解決這兩種問題的關(guān)鍵是根據(jù)軟基本身性質(zhì)特點(diǎn)，選擇經(jīng)濟(jì)合理的加固方式。公路軟基常用的處理方式包括換填法、排水固結(jié)法、強(qiáng)夯法及振動(dòng)擠密樁法等。雖然處理方式多種多樣，但是在實(shí)際運(yùn)用過程中需要根據(jù)工程具體特點(diǎn)選擇合適的處理方式，使其在處理過程中發(fā)揮應(yīng)有的作用。本文采用振動(dòng)擠密砂樁法處理某軟基工程，并詳述施工過程，以期為后續(xù)類似工程提供有效參考借鑒。

二、軟基特點(diǎn)

軟基的主要特點(diǎn)主要包含以下幾方面：由于軟基主要由泥炭等有機(jī)物組成，因此其抗剪強(qiáng)度都較低。軟基中含有大量水分和腐殖質(zhì)等物質(zhì)，導(dǎo)致其本身很難保持穩(wěn)定狀態(tài)。軟基是由絮凝狀物質(zhì)沉積而來，不受外部荷載作用時(shí)，尚可處于穩(wěn)定狀態(tài)，但一旦受到外界力的作用，便會(huì)打破自身穩(wěn)定性，迅速破壞軟基內(nèi)部結(jié)構(gòu)，變成稀釋狀態(tài)。軟基在垂直層面上透水率低，不利于排水固結(jié)，由于軟基中含有大量細(xì)砂成分，極易導(dǎo)致其上部建筑物出現(xiàn)不均勻沉降。當(dāng)軟基長期持續(xù)受到外部荷載作用時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的變形，且變形量隨時(shí)間逐漸增大，最后導(dǎo)致整體邊坡土體發(fā)生坍塌，非常不利于公路和邊坡的長期穩(wěn)定。

三、工程實(shí)踐

（一）工程概況

某公路工程全長28.6km，經(jīng)地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)該路段表層主要為淤泥質(zhì)土，下層主要為細(xì)砂層和軟石層，其中部分還摻有淤泥質(zhì)土。通過探測淺層地下水，發(fā)現(xiàn)地下水為上部土層中的孔隙水，主要來源于淺層地表水和大氣降水。綜上所述，該公路所處區(qū)域承載力低，含水量較大，若直接在上面修筑公路結(jié)構(gòu)會(huì)增加路基的不穩(wěn)定性，因此需要采用合適的技術(shù)處理淤泥質(zhì)土層，即最終選擇振動(dòng)擠密砂樁施工技術(shù)處理軟基。

（二）施工工藝流程

為了確保對(duì)軟基的處理效果，需要詳細(xì)分析振動(dòng)擠密砂樁法施工流程，確保每道施工步驟都符合規(guī)范要求，以提升路基施工質(zhì)量。

1.施工準(zhǔn)備階段

為保證整個(gè)施工流程順利推進(jìn)，在正式施工前需要培訓(xùn)相關(guān)技術(shù)人員，掌握整個(gè)振動(dòng)擠密砂樁法施工關(guān)鍵步驟。此外，還需要做好施工機(jī)械的調(diào)試工作，避免在使用過程中出現(xiàn)故障，進(jìn)而影響施工進(jìn)度。根據(jù)軟基處理寬度確定路中線位置并實(shí)地放樣，使用全站儀、水準(zhǔn)儀等測量設(shè)備和石灰粉放樣標(biāo)記出軟基處理范圍，確定路基兩側(cè)控制樁位置，并依據(jù)樁位確定砂樁的位置。樁管下沉前，需要使用油漆標(biāo)注出沉管深度，以便后期確定砂樁下沉的具體深度。待樁機(jī)達(dá)到指定位置后檢查安裝平穩(wěn)，使樁管處于豎直狀態(tài)，依靠全站儀調(diào)整水平和豎直方向，確保樁身完全豎直，避免出現(xiàn)偏差。

2.砂樁布置

振動(dòng)擠密樁的位置采用等邊三角形布設(shè)，每個(gè)樁間隔1.2m左右，樁身直徑為50cm，并確保樁管進(jìn)入下層深度不低于50cm。振動(dòng)擠密樁整個(gè)樁身長度約為14m左右，其中設(shè)置褥墊層50cm，對(duì)于路基填筑高度大于4m的地方，需要在上部設(shè)置兩層復(fù)合的土工織布。

3.樁身檢查

待振動(dòng)擠密樁成型30天后，嚴(yán)格按照規(guī)范要求使用靜力探測器檢測密實(shí)度和樁身長度指標(biāo)，并比對(duì)分析獲取的數(shù)據(jù)，綜合各因素判斷樁身施工是否合格。全部指標(biāo)合格后，開始砂墊層施工。

4.堆載和卸載

堆載通常選擇路基填筑材料完成預(yù)壓。路基填筑過程中需要保證填筑材料的均勻和密實(shí)，確保路基壓實(shí)度指標(biāo)滿足要求。碾壓施工完成后，繼續(xù)監(jiān)測路基壓實(shí)度和沉降量，施工剛結(jié)束時(shí)的路基沉降量應(yīng)小于10cm，兩個(gè)月后的路基累計(jì)沉降量應(yīng)不大于5mm。這些指標(biāo)滿足要求后，方可堆載填筑料鋪筑路面。

5.施工現(xiàn)場監(jiān)測

為及時(shí)了解路基沉降量變化，在堆載和卸載完成后，應(yīng)及時(shí)監(jiān)測現(xiàn)場，以進(jìn)一步提高軟基處理效果。現(xiàn)場監(jiān)測主要包含沉降監(jiān)測、分層沉降監(jiān)測及側(cè)向位移監(jiān)測等內(nèi)容。監(jiān)理單位組織相應(yīng)的技術(shù)人員進(jìn)入現(xiàn)場，按照?qǐng)D紙要求完成有效的監(jiān)測和記錄。將監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)匯總上傳，做出基于軟基處理效果的評(píng)估分析，同時(shí)也為后續(xù)堆載和卸載過程提供參考。

四、軟基加固效果

（一）加固過程中出現(xiàn)的問題

由于現(xiàn)場技術(shù)人員操作問題和外界環(huán)境因素影響，導(dǎo)致軟基加固過程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量問題，具體包括以下幾方面：

1.樁身傾斜

在沉樁前未使用或使用全站儀監(jiān)測垂直和水平方向的樁身時(shí)出現(xiàn)誤差，造成樁身傾斜度過大，最終導(dǎo)致振動(dòng)擠密樁下沉后出現(xiàn)大幅傾斜，同時(shí)也會(huì)影響到附近其他樁身。

2.斷樁

在振動(dòng)擠密樁成型和下沉過程中，斷樁是最為常見的一種問題，其原因可能是由塌孔或沉管活頁打開不及時(shí)造成。

3.堵管

出現(xiàn)堵管問題的原因是在活頁施工中未能及時(shí)打開，導(dǎo)致擠密樁下料困難，同時(shí)還有可能是裝載機(jī)將含有泥團(tuán)的砂料帶到管內(nèi)，砂料本身含水量大等，綜合作用下使得管身內(nèi)部的砂料不能及時(shí)下降至底部，造成堵管現(xiàn)象。

（二）加固效果分析

1.沉降滿足要求

施工結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)按照相關(guān)規(guī)范要求監(jiān)測路基沉降及水平位移，詳細(xì)分析獲取的數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)經(jīng)振動(dòng)擠密砂樁處理后的軟基位移量小、且沉降量也滿足要求時(shí)，表明其處置效果良好，振動(dòng)擠密砂樁可以對(duì)軟基起到良好的控制作用。

2.提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性

基于對(duì)軟基的處理和施工質(zhì)量控制，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)擠密砂樁可以減小路基下沉概率，同時(shí)還可以極大提升路基承載能力和穩(wěn)定性，延長公路使用壽命，減小養(yǎng)護(hù)維修成本。

3.具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

相較于其他軟基施工處置方式，振動(dòng)擠密砂樁施工流程簡單，施工成本低，且不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生污染破壞，最重要的是可以顯著提高軟基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，便于后期進(jìn)行推廣應(yīng)用。

（三）工程沉降檢測

檢測路基施工質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)的最簡單的方式就是每隔一段時(shí)間對(duì)路基沉降量進(jìn)行分析，本工程通過事先埋置在路基內(nèi)部的沉降板對(duì)路基進(jìn)行長達(dá)9個(gè)月的沉降監(jiān)測。由數(shù)據(jù)得出，當(dāng)路基全部施工結(jié)束時(shí)，沉降速度已經(jīng)趨于穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)9個(gè)月后繼續(xù)對(duì)路基沉降量進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)月平均沉降值均穩(wěn)定在0.2mm以內(nèi)，總的沉降量也沒有超過30mm，表明采用振動(dòng)擠密砂樁法可以有效減少軟基沉降量。

五、結(jié)語

軟基的處理過程十分復(fù)雜，不僅要根據(jù)工程實(shí)際特點(diǎn)選擇合適的處理技術(shù)，同時(shí)還要在施工中注意每個(gè)流程操作是否符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，否則施工后不僅未能有效改善軟基的缺陷，還浪費(fèi)了人力、物力和財(cái)力。本文通過工程實(shí)際，采用振動(dòng)擠密砂樁法對(duì)軟基進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)處置效果良好，且工后沉降值均穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。施工過程中，需要及時(shí)檢查樁身質(zhì)量，避免出現(xiàn)堵管、斷樁、樁身傾斜等問題發(fā)生，確保每道工序質(zhì)量都合格。