公路工程软基加固碎石桩施工技术的应用

吴霄洋

(山西长晋高速公路有限责任公司，山西 晋城 048000)

在公路工程建设中，经常遇到软基，为了给路基和路面施工奠定良好，必须对软基进行加固处理。用于公路软基加固的方法现在有很多，其中以形成复合地基为主要作用机理的碎石桩技术逐渐得到广泛应用，为使其发挥出预期效果，结合工程实例，对其技术应用做深入分析和探讨。

1 工程概况

某公路工程K1+209.521～K1+520段沿线分布若干段软土路基，设计采用碎石桩处理，桩径统一采用0.5 m，桩长在5.5～14.5 m范围内不等，按正三角形布桩，具体布桩情况如表1所示。

表1 碎石桩布桩情况

2 施工准备

(1)将路基用地界限以内所有垃圾清除干净，并将地面下部200 mm深度范围内所有草皮及植物根系清理到路基范围外，必要时可根据设计要求实施局部换填，直到桩顶的设计标高。对于方沟段基底和路槽之间的范围，需使用空桩。在施工中应遵循宁填勿挖的基本原则做好整平。将地表存在的坚硬物挖除，以确保振冲器可以正常下钻[1]。

(2)在施工现场布置必要的临时道路和排水设施，以及夜间施工必需的照明设施。

(3)完成上述工作后开始现场测放并恢复中线，将整个路段的边线桩准确放出后，对地面整平处理完成后的实际标高进行测量，并实施必要的排水系统，确保排水通道始终保持畅通，以免积水对施工造成影响。桩位的布置应严格按照图纸的要求，期间做好放线图的准确测绘，提交给项目部与监理方进行复核通过后，开始现场测放，在所有桩位上都应做好相应的标志，并注明桩号[2]。

(4)开工前加强技术交底，由项目部的技术负责人为各班组的班组长实施技术交底，然后由各班组的班组长为组内施工人员实施交底，确保所用施工人员掌握相关技术要点与操作要求。

3 施工工艺

本次碎石桩施工所用工法为振动沉管，跳打进行，对于砂质土地基，按照从外缘(两侧)到中间的顺序间隔施打；对于淤泥质黏土地基，按照从中间到外围的顺序逐行或隔行施打，碎石灌注量按0.26 m3/m以上控制。

(1)以图纸与控制点为依据，安排专门的测量人员进行中桩放样，同时予以有效的保护，避免破坏。在防线定位过程中，应严格遵守相关规范提出的各项规定和要求。不论桩位确定或打桩，其时间间隔都要控制在24 h之内，施工中应特别注意防止由于标识损坏导致桩位不准，做好经常性复核，当由于挤土作用导致桩位出现偏差时，应立即调整。

(2)桩机按设计要求就位后，将其桩尖合拢，使管桩垂直朝向下方与桩位的标记完全对准，然后利用锤重与沉管的自身重量进行静压，持续1～2 min的时间。对桩机搭架进行适当的调整，确保沉管和地面保持垂直，通过对桩管自身垂直度的适当校正，使其垂直度始终不超过1.5%；同时对桩管的长度与投料口具体位置进行校正，确保与设计桩长完全相符。若设计有要求，做好二次投料口的增设，并在桩位提前铺设一定量的待灌碎石。

(3)开启振动锤，使桩管下沉至设计要求的深度，需注意的是，每次下沉0.5 m的深度都要留振30 s的时间[3]。

(4)向上轻微提起桩管，以桩尖打开为准控制。

(5)关闭振动锤，并用水将孔内的泥浆冲洗干净，然后通过投料口向桩管中注入碎石，具体的注入量需根据方案量值及充盈系数通过计算确定，现场做好各项记录，以供日后检查。其中，充盈系数应予以严格控制，通常采用1.15。

(6)待桩管中碎石的高度达到桩管总长的1/3后，即可开始拔管，在此之前应安排专人对桩管中的碎石量进行检查，避免少灌或超灌。另外，在拔管之前应先进行1 min左右的振动，然后在振动的同时不断向上拔管。每当提升量达到0.5～1.0 m都要进行30 cm的反插与10～20 s的留振。以此不断反复，直到整个桩管被拔除，对于拔管的速度，一般需控制在1～2 m/min范围内。

(7)以单桩碎石灌入的设计用量为依据确定首次投料对应的成桩长度，通过多次反插直到桩管中的所有碎石均被拔出[4]。

(8)通过第二投料口实施二次投料，直到桩管被碎石灌满。

(9)继续在振动的同时进行拔管，直到桩管从地下拔出。

(10)将桩管提升到地面以上后，关闭振动，开始孔口投料，直到碎石与地面持平。

(11)在反插的同时对孔口进行必要的补料，直到该桩设计确定的所有碎石使用完毕。

(12)对孔口进行加压处理，当机架被抬起时停止，此时即可完成一根碎石桩的施作。

(13)将桩架移动到下一个孔位，继续按照以上步骤和方法施工。

(14)打桩时，需在现场安排施工人员及时做好清沟，以免排污网络堵塞，导致泥浆漫流。经沉淀处理的泥浆利用专门的泥浆车运输到指定弃土场堆放[5]。

(15)碎石桩施工完成并检查合格后，开始碎石垫层施工，垫层厚度按30 cm控制，将碎石铺填完成后，需在整个处理范围内借助自重不低于20 t的振动压路机连续碾压2遍。碾压时应注意轮迹带要有一定宽度的重叠，以免漏压。

4 施工注意事项

在实际的碎石桩施工过程中，应注意以下几方面要点：(1)原材料级配必须满足相关设计要求；(2)根据试桩结果对正式施工时的电流与留振时间进行严格控制；(3)保证振动和挤压效果，避免断桩等现象的发生；(4)对桩身竖直度予以严格控制；(5)开工前做好成桩试验，对以下各项参数及其变化进行准确的记录：①冲孔时间；②清孔时间；③制桩时间；④制桩深度；⑤冲水量；⑥冲水压力；⑦碎石量；⑧电流值。将验证后的设计参数与和施工控制有关的各项参数作为正式施工过程中的控制标准。

5 结 语

综上所述，碎石桩是一种常用的公路软基加固技术，所形成的复合地基能为上层各结构提供可靠的支撑，使地基承载力得到大幅增强。目前该公路工程的碎石桩施工已经完成，经检查确认碎石桩质量合格，承载力达到预期要求，说明以上施工技术合理可行，值得其它公路工程参考借鉴。