公路软基加固碎石桩施工技术研究

柳加维+张帆

摘 要： 对于软弱地基，应采取适当的加固措施，以改善地基条件，提高地基承载力，保证工程质量。软基处理方法多种多样。如碎石桩法、石灰桩法、真空预压法、土工织物法等。每种方法都有其特点及适用范围。其中碎石桩法可用于砂土、素填土、杂填土软弱地基，又可用于可塑、软塑状的粘性土中。碎石桩在地基中起置换、加固排水作用等。该法有许多优点，提高复合地基的强度，增加地基的刚度，施工方便，建筑材料简单，加固期短，费用低廉等。本文主要对公路工程软基加固碎石桩概况、施工技术要点及监测进行了分析与探究。

关键词： 公路工程；软基加固；碎石桩；概况

一、碎石桩概况

碎石是碎石桩的主要材料，在国外碎石桩与砂桩一般被叫做散体桩、粗颗粒土桩。其是指无粘结强度的桩，散体桩复合地基由碎石柱、砂桩等散体桩与桩间土构成。碎石桩是指在松软土地基中通过振动、冲击或水冲等方式成孔后，再在土孔内将碎石挤入，形成由碎石组成的大直径密实桩体，进而将软土地基整体抗剪强度有效提升，并达到地基沉降减少的目的。

作为散体桩的主要构成部分，根据其制桩工艺，可将其分为2类：振冲碎石桩与干法碎石桩。振冲碎石桩、湿法碎石樁主要由振动加水冲的制桩工艺制成；干法碎石桩则是指选取各类无水冲工艺制作而成。

二、公路工程碎石注浆桩施工技术要点

1、钻孔

在实际公路工程建设中，选用的注浆桩直径都控制在 30厘米到 70厘米之间，基于此桩结构的长度必须在 30米以下，由此得出，在施工钻机的选择中，施工企业必须对钻机单程钻入的深度及直径大小进行充分考虑及分析，应施工企业该重点分析深度、泥浆比重与垂直度偏差等因素对钻孔造成的影响。公路地基钻孔施工过程中，为确保钻孔施工垂直度能够符合公路工程的设计要求，在施工钻孔过程中必须对实际深度进行及时测量。为避免在钻孔施工过程中钻机磨损钻头情况的产生，致使严重减短钻头使用周期现象的产生。基于此，必须将钻头施工的温度进行科学合理的降低。在公路工程具体施工中，会遇到大量泥质土及砂土等施工路段，如果没有将钻头上的泥土在最快的时间内进行全面清除，很大程度上则会对钻机钻孔的速度造成极大影响，甚至产生堵塞钻孔的情况。基于此，在钻孔过程中对于钻机的使用企业应对泥浆比例的检查工作加以重视。一般情况下，应将砂浆比例在1.20 至1.30的范围内进行有效控制，淤泥与质土的比例在 1.25 至 1.30 的范围内进行有效控制。在公路工程具体施工中采用钻机进行钻孔施工时，会产生砾石或泥土存于钻孔内的现象，为此，实际钻孔施工中，预留的钻孔要比实际设计的孔深高出一些。

2、清孔

公路工程碎石注浆桩清孔施工作业分两次进行。应在钻孔完成后进行一次清孔，当钻孔到达设计深度后，钻具必须进行原位回转并正循环冲孔排渣。清孔要小于沉渣厚度10 厘米左右。这个时候要将孔内的泥浆比重在在1.15范围内进行有效控制，在泥浆比重符合施工要求时，将钻头提出并移动钻机，选用测绳对孔深进行有效测量，选用检孔器对孔径进行测量。在投石时进行二次清孔作业，此时要同时进行投石与清洗工作，并将孔内的泥浆比重在1.05左右的范围内进行有效控制。

3、投石

碎石投放作业要在清孔结束后及时进行，投石前必须在孔底放置注浆管，为减少碎石投放过程中对孔壁的冲刷，应加一碎石导向管在孔顶部。碎石直径最好控制在20毫米到40 毫米的范围内，投石直到满足孔口标高为止。

4、注浆

公路工程碎石注浆桩注浆技术的应用原理主要是采用砂浆泵通过注浆管将水泥砂浆压入孔内。可以选用SGB-10型或与此相类似的砂浆泵，选用普通钢管作为注浆管。选用普通硅酸盐水泥作为砂浆的主要材料，砂的粒径要控制在0.5 毫米以下，砂浆配置要依据设计强度要求进行有效配比。当注浆量达到一定程度后，为避免在重力作用下泥浆向土体进行大量扩散，用浆量减小，施工企业必须向上逐渐进行拔管操作，应根据注浆量对拔管速度进行有效控制，将每次拔管的间距设为0.5米，并连续进行注浆作业。当孔口翻浆比重达到注入砂浆比重95%时，可进行一次拔管，以此保证注浆质量。由于注浆管振动导致孔口石料下沉，基于此在注浆过程中要不断进行补料作业。如注浆后发生桩顶浆液下沉现象，必须进行回灌作业。

三、公路工程碎石注浆桩施工技术监测方式

1、沉降观测

沉降观测主要包括两种不同的观测形式：地表沉降观测与地基分层沉降观测。采用沉降板进行地表沉降观测，采用分层沉降标进行分层沉降观测。应在钢塑土工格栅、土工格室急砂垫层之上进行沉降板的设置。还可以将沉降板在路基中心、路肩、坡趾和左右路幅中心进行埋设。埋设时，应确保沉降板底槽的平整性，铺设60cm×60cm×20cm的砂垫层在其下方。

分层沉降标采用钻孑L埋设，钻孔垂直偏差值要求在1.5%以下，同时确保没有塌孔缩孔现象的产生，在埋设过程中必须进行下套管或泥浆护壁，随埋随接波纹管及导管。将分层沉降测点间距有效控制在1米。

2、水平位移观测

（1）地基土体水平位移。主要选用测斜管观测法进行地基土体位移的观测。采用塑料管作为测斜管材料，在路堤边坡趾部进行埋设。埋设过程中，钻机导孑L的垂直偏差率要控制在1.5%以下。当测斜管底部进入粉砂层或亚粘土层l00厘米时，将管顶控制在比地面高出50厘米的范围内，并采取加盖保护措施。

采用位移边桩观测法进行地面水平位移的观测，在路堤两侧趾部进行埋设，在坡脚处埋设一根，在边沟外侧进行其他边桩的埋设。选用10cm×10cm砼预制桩作为边桩，埋入深度要控制在1.5米的范围内，并在地面露出10厘米。选用打入法进行埋置，应将边桩周围回填密实。

（2）孔隙水压力及土压力观测。采用“一孔多只孔压计”埋设法进行孔隙水压力计观测，埋设必须先从砂垫层底部进行，埋设间距控制在2米。埋设钻孔过程中，应将钻孔的详细记录做好。埋设每个孔压计后，应马上选用接收仪器对孔压计是否正常进行检查。采用土压力计进行土压力观测，埋设时应保持挖坑的水平性，应平整密实坑底，的必须确保土压力计在埋设后位置的正确性及稳固性，用细砂将周围20厘米范围内进行有效填实。应及时对每只埋设结束后的施工情况进行测试，及时发现问题并进行有效解决。土压力计在埋设后待初读数稳定后，才可以进行其上方的填筑工作。

（3）承载力观测。承载力观测可以作为水泥搅拌桩的观测。应选用单桩或多桩载荷试验进行承载力观测。至少在施工3个月后进行水泥搅拌桩载荷试验，必须将水泥搅拌桩单桩容许承载力值控制在120kN（单桩设计承载力值）以上。

四、结束语

综上所述，伴随公路事业的快速发展，全国各地越来越多地开展软土路基工程设计和施工工作，进而软基加固施工方式越来越多。公路工程对路基沉降具有较高要求，路基失稳、过量沉降等都引发安全事故，为此，地基处理方法选择是否合理对工程质量、投资与进度等都会造成直接的影响。碎石桩施工技术作为公路工程软基加固的主要方式，因填料为碎石，则被称为碎石桩，继而在世界范围内得到了广泛应用。该施工技术在公路工程软基加固施工中的运用，可全部提升工程质量，具有良好的加固效果。■

参考文献

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[2] 王黎伟.碎石桩处治高速公路软土路基沉降及稳定性分析[D]. 西南交通大学 2011.

[3] 李中华.公路工程碎石注浆桩施工技术[J].今日科苑，2010，4（ 8） ： 172 -173.