淺談高速公路路基碎石樁施工
王慶余 高磊

【摘要】碎石樁在處理軟土地基方面有非常好的工程性能。筆者根據(jù)遼寧中部環(huán)線高速公路新民至鐵嶺段的碎石樁施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)碎石樁施工中的施工工藝、技術(shù)要點(diǎn)、常見(jiàn)問(wèn)題處理等方面進(jìn)行總結(jié)歸納。
【關(guān)鍵字】碎石樁、振動(dòng)沉樁法、軟土路基、施工工藝

碎石樁在軟土地基處治工程中得到廣泛的應(yīng)用。碎石樁是采用水沖或者沉管的方法在地基中成孔，在孔內(nèi)灌入碎石、礫石等粗粒料，形成粒料樁，根據(jù)施工工藝的不同分為振動(dòng)水沖法和振動(dòng)沉樁法。
碎石樁主要適用于不排水抗剪強(qiáng)度不小于20kPa的軟土路基段落。碎石樁在減少軟土路基總沉降量發(fā)面有非常明顯的作用，并能加速軟土路基的固結(jié)沉降。同時(shí)，碎石樁可以極為有效的防止土體液化，控制軟土路基的剪切變形，增加地基的抗滑移能力了。
一、 工程地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求概況
遼寧中部環(huán)線高速公路新民至鐵嶺段路基橋涵工程為國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目。K248+830~K253+900段落存在軟土，該段落地表為水稻田。地層情況：第一層為約2m厚的表層粉質(zhì)粘土層，第二層為在約2.5m厚的淤泥質(zhì)亞粘土。
碎石樁按等邊三角形布置，碎石樁的直徑為80cm，處理寬度至路基兩側(cè)護(hù)坡道外緣。碎石樁的長(zhǎng)度L和樁間距b按照不同段落由設(shè)計(jì)圖紙給出。
二、 主要工藝流程
振動(dòng)水沖法在施工過(guò)程中需要有充足水源，并且在施工中排除大量泥漿。如果泥漿處理不當(dāng)，不但影響工期而且污染環(huán)境，所以，本項(xiàng)目采用振動(dòng)沉樁法進(jìn)行施工。工藝流程如下：
場(chǎng)地整平→機(jī)械進(jìn)場(chǎng)→振沖機(jī)就位→振動(dòng)擠土成孔→向振沖機(jī)中填料→一邊振動(dòng)一邊拔起樁管，到一定位置時(shí)停至上拔，繼續(xù)振動(dòng)→反插，再振動(dòng)→持續(xù)制樁到地面→機(jī)械移位
三、 施工組織及主要技術(shù)措施
1、場(chǎng)地準(zhǔn)備。本項(xiàng)目地表為水田地，清理完場(chǎng)地內(nèi)的雜草等有機(jī)物后，鋪設(shè)一層50cm厚的礫石墊層，并用壓路機(jī)進(jìn)行平整，需要確保礫石墊層的壓實(shí)度。應(yīng)根據(jù)施工需要搭設(shè)合格的施工便道，并且注意施工便道不能侵入需要設(shè)置碎石樁的路基范圍。
2、樁位布置圖和施工放樣
首先，要完成樁位布置圖，一般來(lái)說(shuō)，布置樁位有兩種方法，一種是沿路基軸線方向保證樁間距為規(guī)定長(zhǎng)度b，一種是垂直于路基軸線的方向保證樁間距為規(guī)定長(zhǎng)度b。由于施工時(shí)機(jī)械橫向移動(dòng)較為方便，所以采取后一種樁位布置方法。繪制樁位布置圖時(shí)，注意橋梁交角對(duì)樁位布置的影響，同時(shí)，當(dāng)相鄰段落樁間距不同，也應(yīng)引起注意。
接下來(lái)，在現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)充足牢固的控制點(diǎn)，保證控制點(diǎn)在施工工程中滿足需要并不產(chǎn)生位移和破壞。放樣工程中，要達(dá)到規(guī)定精度，保證樁位標(biāo)識(shí)清晰。在施工中，注意保護(hù)樁位，如果因振沖機(jī)移位或者上料機(jī)械施工出現(xiàn)破壞樁位等情況，要及時(shí)補(bǔ)測(cè)樁位。同時(shí)，施工中振沖機(jī)會(huì)擠動(dòng)地基，容易造成已放樣的樁位偏移，對(duì)此要給以足夠重視，并注意做出調(diào)整。
3、機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)備
本項(xiàng)目選用ZCQ-75型振沖器，振沖能為75kw。施工前，需要根據(jù)設(shè)計(jì)文件調(diào)整樁管長(zhǎng)度。由于本標(biāo)段的大部分碎石樁樁長(zhǎng)在5.5~7.5m，僅有少部分段落樁長(zhǎng)達(dá)到9m，所以，現(xiàn)場(chǎng)組織的6臺(tái)振沖機(jī)中，有5臺(tái)的樁管長(zhǎng)調(diào)整到8m，1臺(tái)的樁管長(zhǎng)調(diào)整到9.5m。然后，在樁管上做出長(zhǎng)度標(biāo)記，方便施工時(shí)讀數(shù)。具體做法為：在樁管上以50cm為間距，涂黑黃反光涂料，這樣還可以保證夜間能夠清晰辨識(shí)標(biāo)記。最后，將樁靴的料門(mén)改裝成自由開(kāi)啟的雙葉門(mén)，對(duì)葉門(mén)外開(kāi)。
4、施工順序
施工順序應(yīng)從路基兩側(cè)開(kāi)始打樁，逐漸向路基中間推進(jìn)。有橋位的地方，應(yīng)該從橋位開(kāi)始打樁，逐漸向外推進(jìn)。某些段落淤泥質(zhì)亞粘土層較厚，地基承載力較低，可以采用間隔打樁的方式，分2次完成打樁作業(yè)，防止對(duì)地基產(chǎn)生較大的擾動(dòng)和位移。
5、填料
填料應(yīng)選用未風(fēng)化的干凈礫石或軋制碎石而成，粒徑為20mm~50mm，含泥量小于10%。為了保證樁體的密實(shí)度，應(yīng)避免使用單一級(jí)配的碎石。每延米碎石用量：3.14×0.8×0.8÷4=0.5m³。碎石的用量是保證碎石樁成樁質(zhì)量的最關(guān)鍵性指標(biāo)。
6、施工環(huán)節(jié)
振沖機(jī)按樁點(diǎn)就位后，首先要檢查樁管的豎直度，保證誤差在允許范圍內(nèi)。開(kāi)動(dòng)機(jī)械，將樁管插入地基中，根據(jù)樁管上的長(zhǎng)度標(biāo)記，確定插入深度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際計(jì)算制樁需要的填料數(shù)量，一般第一次投料量要大于2m且小于樁長(zhǎng)一半的用料量。開(kāi)動(dòng)振沖機(jī)，一遍振動(dòng)一遍向上拔管，速度一般不大于1m/min，上拔1.5m后，振動(dòng)機(jī)停止上拔，持續(xù)振動(dòng)10s~15s，然后振動(dòng)向下反插0.5m。重復(fù)操作，直至完全制樁成功。
四、 常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法
1、斷樁。常發(fā)生于不同軟硬地層的交界處。在施工中，要保證振沖機(jī)的樁管里有至少1m的填料。在上拔過(guò)程中，工作電流突然下降時(shí)，一定要立即停止上拔，向樁管中填料，并進(jìn)行反插。
2、瓶頸樁。造成瓶頸樁的主要原因是拔管速度過(guò)快。尤其要注意在淤泥質(zhì)亞粘土層的拔管速度，一般不要超過(guò)0.5m/min，并且注意減少反差深度。
3、豎直度。相對(duì)于水沖法，振動(dòng)沉管法成樁的豎直度比較容易掌控。需注意前2~3m的打樁過(guò)程，一般樁管傾斜都發(fā)生在這個(gè)范圍內(nèi)。因此，在此范圍內(nèi)打樁速度不宜過(guò)快，機(jī)器的功率不宜開(kāi)至最大，注意邊施工邊測(cè)量，保證樁管的豎直度。一旦發(fā)生樁管傾斜，要把出樁管，重新打樁。
4、施工前應(yīng)進(jìn)行成樁試驗(yàn)，每臺(tái)機(jī)器試驗(yàn)樁數(shù)不應(yīng)小于5根，用來(lái)評(píng)價(jià)機(jī)械性能和熟悉操作工藝，掌握施工中機(jī)械電流、振動(dòng)頻率等控制要素。
5、制樁過(guò)程中，樁管會(huì)帶出大量淤泥，施工中要注意對(duì)淤泥的處理，做到邊施工，邊清理。一定不能讓淤泥與填料互相混合，影響填料質(zhì)量。
6、施工結(jié)束后，需要清理場(chǎng)地，重新平整，然后再鋪設(shè)30cm的礫石墊層，注意壓實(shí)后應(yīng)形成2%的雙面橫坡。
五、 總結(jié)與結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)單樁荷載法檢測(cè)，按此方法施工的碎石樁完全符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并滿足工程的需要。觀測(cè)埋設(shè)的沉降觀測(cè)桿、位移觀測(cè)桿，在施工后三個(gè)月，沉降就基本完成，且總沉降量小，各點(diǎn)沉降量均勻，說(shuō)明碎石樁處理軟土地基的工藝，通過(guò)將大部分荷載傳遞給剛度大、強(qiáng)度高的碎石樁體，從而明顯改善地基的工程性能，實(shí)現(xiàn)了沉降完成快，總沉降量小且無(wú)差異沉降，達(dá)到了預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)：
[1]《簡(jiǎn)明公路施工手冊(cè)》人民交通出版社
[2]劉學(xué)杰 淺談路基碎石樁施工 《道路施工》
[3]涂保良 簡(jiǎn)述路基碎石樁施工 《路橋建設(shè)》
[4]黃傳庚 軟土地基振沖碎石樁在大廣北高速公路中的應(yīng)用 《四川水力發(fā)電》
[5]王俊杰 振沖碎石樁加固高速公路路基施工與檢測(cè) 《科學(xué)之友》

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