浅谈碎石挤密桩在西南红层区施工的质量控制

汪 彦

（1.杭州市交通工程集团有限公司，浙江 杭州 310007；2.同济大学交通运输工程学院，上海 201804）

1 我国西南红层区的特征

众所周知，高填方软基路段的稳定取决于其软基是否得到妥善治理。而影响软基治理的最大因素，莫过于对地质特性的深入了解，制定出符合实际情况的软基治理方案，从而保证其上方填筑路基的稳定性。我国西南地区是一个地质条件较特殊的区域，山区沟谷纵横、地势平缓、排水不畅，易产生软基。西南红层区主要分布在我国重庆、云南、四川周围大部分地区，广西、贵州的局部地区也有分布。红层区，即我们国家西南部分地区从三迭纪末期至白垩纪沉积了一套陆相或者湖相巨层红色碎屑或者碎石岩系统。浅层风化的地带裂隙水的补充和供给都是比较充足的，以旧带新的速度相对而言比较快，对于工程的影响比较大。红层地区软弱夹层地质对于高速公路的性质影响是比较显著的。软夹层可分为碎块软夹层，软岩石夹层，碎屑软夹层和泥沙化软层。软夹层的形成过程较为复杂，沙土的沉积沉淀作用使软弱层的物质组成结构产生了翻天覆地的变化。软弱层在地应力，地下水作用下，强度会根据颗粒组成的变化而呈现出不同的形式，在应力集中和地下水活动频繁的地区，细颗粒会比其他地域增加很多很多，从而强度降低。

软弱夹层会影响土体抗滑性质，影响稳定。经过研究表明：第一，软弱夹层的强度和粘土矿物颗粒组成，矿物成分和其活跃程度，颗粒表面积等因素有关，不同的矿物颗粒组成对夹层抗剪能力的影响也有很大区别。第二，软弱夹层与上下岩层检出面积的粗糙程度对强度有比较明显的影响，泥化层间破碎夹层构造作用很容易形成泥化表面破坏夹层形成简陋的粗糙面。最后，软弱夹层抗剪强度随充填厚度增加而降低。所以对于这种土体特性的地基施工，碎石挤密桩是比较理想，行之有效的施工技术方式。

2 碎石挤密桩的概念

碎石挤密桩是指运用冲击、震动或者击水等方式在软弱地基中形成空洞，再将碎石挤压到孔洞中，碎石或者砂石做构成的挤密桩体。与此同时产生了多种施工工艺如：振动挤压，重力锤击，沉管，干振动，振动气冲，袋装碎石等。

3 纳黔高速碎石桩处理软基设计图

粉质粘性土的软基，路基边沟内侧外3.0m范围采用碎石桩进行补强处理。桩体直径50cm，桩平面间距1.0～1.5m，呈等边三角形布置如图：

4 碎石挤密桩的施工步骤及施工要点

4.1 场地平整。土质比较松软的地带，可用木板作为垫板使用，清除地下障碍物，做好放线工作，保证每个桩点准确无误，查明并确认地下管线等原有设施，避免不必要的施工事故。

4.2 桩机，材料进场，定桩位放样。桩基进场要进行多次调试，保证机器运转正常后才可定位。准备的碎石级配为自然级配，最大直径不要超过3cm，含泥含水量也要严格控制。充盈系数为1.3。

4.3 技术交底，桩机就位。施工人员必须有相应的工作经验，熟悉施工图纸，施工的操作程序以及各种规范标准。根据图纸信息，做好机器的定位工作。机器就位后，在地面上确定桩孔位置无误，垫好事先准备的垫块，支好起吊架，使起吊架平稳坚固无位移，以减少误差。校正桩管长度，使其与设计要求相符合，设置二次投料口。

4.4 振动及投料。桩机对准桩点开始工作，边振动边下沉至设计深度，每下沉0.5m留振30，秒钟。稍微提升桩管，使得桩尖得以打开，停止振动，灌入材料，直至灌满。启动拔管，拔管前留振一分钟，以后边振动边拔管，拔管速度需要均匀。根据单个桩体设计碎石的材料用量，确定第一次投料的成桩长度，进行数次反插直到桩管内随时全部灌入。提升桩管，开启第二次投料口，进行二次投料直到灌满。启动拔管，一边振动，一边上拔，并再次进行数次反插，至管内碎石全部投出，反插深度应小于桩管长度的一半。然后提升桩管高于地面，停止振动，进行孔口投料直到地表面。启动反插，及时进行补料至该桩随时用量全部投完为止，孔口加压至前机器架子抬起，完整一根单桩的施工。

4.5 重复此过程至全部桩点施工完毕后，整平场地，测量标高，检查是否漏打错打，整理施工记录。

5 碎石挤密施工的质量控制

5.1 充分做好施工前的准备工作，将场地整平，按设计间距布置桩位并用竹签钉出，桩间偏差小于10cm。

5.2 施工之前必须进行成桩试验，试验内容有，成桩时间，压入碎石量，重锤电机的电流等等。对试桩进行承载力测验，试桩数在7-9根。经检验设计参数与施工控制的有关数据作为碎石桩大面积施工的主控指标。

5.3 施工单位，监理驻地办必须对成桩施工阶段的整个过程加以严格的监管和督查，并且详细记录每根桩碎石填量，沉管振动力时间，挤密时间，提升高度和速度，桩经桩长桩距，电流量等，监理要随时巡视检查，核实旁站记录。

5.4 相邻两根桩距离过近时，必须做到隔间跳打，从最外侧开始向内延伸。施工单位检查桩孔数的百分之2，且不少于5根。填石量不应小于设计量的95%。

另外对于以下几点应作为主控质量项目进行重点监管：（1）碎石和沙砾的填充量应严格按照设计的要求，施工中桩内的填充量要大于或等于理论的填料量，准确的控制碎石的密度。（2）在碎石挤密桩的施工中，应当及时的记录下原始数据，打完一根桩，要在图纸上及时的标注，以防日后的施工中出现漏打或者打重这样的情况。（3）施工沉管时应该时刻注意土层的变化，如果出现土层有明显的不同，投料量和沉管的速度有较大的异常时，要第一时间查明其中的缘由，做出系统的调整方案，通过有关的检查批准后再行动工。（4）二次投料时应采取高空投料的方法，如果在桩体本身的投料孔加料，而不采取高空投料的方法，如果遭遇特殊的地基，没有办法保证桩内始终有料。拔管反插时容易出现桩内容易产生空料，附近的泥土沙石容易注入桩体，容易形成挤密桩的断裂，令挤密桩不能有良好的承载效果。

结语

碎石挤密桩在当代社会施工中必不可少，规范操作，严于质量管控是必不可少的重要条件。各个施工单位要加大管理力度，按照设计要求施工，把高速公路建立在稳固的基础之上。

[1]JTG F10-2006，公路路基施工技术规范[S].

[2]长江勘测规划办公室.岩石坝基工程地质[M].北京：中国水利水电出版社.