俞鴻憲

摘 要：公路軟基處理的方式較多，適用范圍也有所差異，工程師仔細分析工程特點，并選擇合適的方式處理公路軟基，保障路基的牢固性，是當前路橋建設(shè)過程中一個重要的環(huán)節(jié)。本文簡要分析振動擠密砂樁這一處理技術(shù)的有關(guān)概念以及施工原理，且以具體實例分析振動擠密砂樁的實際操作流程，且對其施工質(zhì)量進行測試。

關(guān)鍵詞：公路軟基處理；振動擠密砂樁；有效運用

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）05-0093-02

1 前言

振動擠密砂樁處理的主要目的是將砂壓入地基中，以此保障地基的密實度，提高其牢固性，避免地基沉陷，由于其加固技術(shù)的效果較為顯著，這一處理技術(shù)在公路軟基施工中得到了推廣使用。有關(guān)工作人員應(yīng)當在具備一定工程經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，仔細研究軟基土質(zhì)的種類，明確振動擠密砂樁施工的主要目的，才能達到良好的施工效果。一般來說，對于松散的砂質(zhì)土來說，采取振動擠密砂樁技術(shù)進行處理時，在受到振動以及擠密等力的作用后，其孔隙比將會大幅度減小，以此能夠有效防止砂質(zhì)土受到不良影響時地表沉降、砂土液化，同時能夠提高地基的牢固度。而對于軟質(zhì)粘性土來說，采用振動擠密砂樁法對其進行加固能夠形成復合基地，以此改善公路路面的承載力，提高路面強度；同時，由于砂樁能夠集中地基力量，能夠有效防止軟基沉降，而砂樁作為軟基主要的排水通道，進而可縮短施工時間并取得良好的施工效果。

2 振動砂樁擠密法的相關(guān)概念及其施工原理

2.1 振動砂樁擠密法概念

振動砂樁擠密技術(shù)主要用于地基的擠密處理施工中，其振動作用以及擠壓作用的復合力能夠有效提高地基牢固性。同時，在擠密的過程中，往地基中填充砂礫材料，在擠密作用下形成砂樁，地基與砂樁的緊密結(jié)合能夠避免體積的沉陷，而復合地基的承載力也能得到有效提高。

2.2 振動砂樁擠密法施工原理

振動砂樁擠密技術(shù)的主要施工機器為打樁機，打樁機擠密砂礫為砂樁，地基軟土在砂樁的擠壓作用下不斷加固，有效減小地基土層之間的空隙，提高地基密實性，以降低公路軟基的沉降率。同時，在地基空隙水壓力升高的情況下，砂樁能夠作為排水管道及時排出水量，減小地基壓力；在實際的成樁過程中，振動作用不僅能夠提高砂礫的回填效率，而且有利于地基抗液化能力的提高。

砂樁在公路軟基施工中的主要目的有兩個，其一為擠密，其二為排水，在不同地基中的側(cè)重點有所差異。在飽和粘性土中，由于飽和粘性土的土間間隙較小，土壤細小顆粒含量較大，其擠密效果并不突出，而排水功能相對較強，砂樁的樁身與樁間存在較強的摩擦力，通過二者摩擦擠壓地基間的水分，同時砂樁間空隙較大，能夠提高地基排水能力，縮短土壤固結(jié)時間。在砂質(zhì)土中，由于其土質(zhì)顆粒較大，土質(zhì)間空隙明顯，其排水功能良好，所以砂樁的擠密效果較為突出，利用樁身與其周邊土壤之間的擠壓，減小地基土質(zhì)間空隙，以此提高公路軟基的牢固性，改善其承載功能。在非飽和性粘性土中，砂樁的排水作用與擠密效果均較為突出。

3 公路軟基處理中振動擠密砂樁的運用

3.1 工程介紹

在某新建公路中，地質(zhì)勘探人員表示，在某段公地基下存在一層約8-10m厚的軟質(zhì)土層，其主要成分為淤泥、軟質(zhì)弱土，遇水容易液化，同時，路面周圍水系較為發(fā)達，地下水位較深，不利于路基的穩(wěn)定性，容易引發(fā)安全事故，所以，針對該路面采取振動擠密砂樁技術(shù)進行處理，以達到軟土地基加固的目的。本部分以此案例分析振動擠密砂樁技術(shù)的操作方法，同時介紹相關(guān)質(zhì)量控制措施以及質(zhì)量測試方案。

3.2 振動擠密砂樁技術(shù)方案

施工人員在準確分析施工現(xiàn)場地質(zhì)情況后，可將砂樁技術(shù)流程設(shè)定為：以正方形分布范圍設(shè)置砂樁，保障樁徑約50cm，樁心距約1.4m，砂樁下端插入軟土層，并確保樁端至硬土層1.5m，樁身填充物含泥量低于5%，采用粗砂混合，保障其顆粒級別的合理性。在砂樁處理結(jié)束后，在樁頂部預設(shè)約25cm的墊層，且在上方預壓路基土，路基土應(yīng)采用質(zhì)量合格的砂土，厚度約2m，以此促進軟土水的快速排除，縮短軟基排水固結(jié)時間[1]。

3.3 振動擠密砂樁施工操作

施工人員結(jié)合自身工作經(jīng)驗，規(guī)范其自身振動擠密砂樁施工的行為，一般可為：（1）移動鋼套管，使其對中樁位，保障鋼套管與地面互相垂直；（2）打開振動機械，將鋼套管壓入土層，保障其深度達到預先規(guī)劃范圍；（3）使用裝載機填充砂礫材料，自鋼套管上部灌裝砂料；（4）不斷振動鋼套管，并向其中注入壓縮空氣，使其在兩者共同作用下順利提升，使鋼套管中的砂礫材料排出，填滿樁孔；（5）振動鋼套管，使其下壓，以此壓實樁孔，擴大孔徑，在自上方灌入砂礫材料；（6）在振動作用下提升鋼套管，開啟活門使物料排出；（7）多次重復第五步，直至完整砂樁的形成。

4 砂樁施工質(zhì)量控制技術(shù)分析

在砂樁開始施工前，施工人員應(yīng)當進行樁前實驗，以此了解施工現(xiàn)場的施工參數(shù)，掌握適合施工現(xiàn)場的操作方式，一般來說，實驗的砂樁數(shù)為總數(shù)的百分之一，具體應(yīng)當根據(jù)施工環(huán)境的地質(zhì)、地貌進行施工實驗。在進行成樁實驗的過程中，施工人員應(yīng)當有效了解灌砂量以及鋼套管的提升速度、振動機的工作電流以及振動時間、壓縮空氣的灌入量等，通過成樁實驗以準確掌握施工的合理參數(shù)，保障施工的順利完成。在進行正式施工時，施工人員應(yīng)當根據(jù)實際的施工要求，嚴格設(shè)計樁長、樁距以及灌砂量等具體參數(shù)，以此保障砂樁的完整性以及樁身材料的均勻性。在鋼套管壓入地基之前，應(yīng)當主動去了解地質(zhì)水平，并設(shè)計合理的插入深度，以油漆標記插入端，以準確控制插入到預計范圍內(nèi)。在施工過程中，施工人員應(yīng)當保障機器設(shè)備的平穩(wěn)性，保障鋼套管與地面的垂直性，盡可能減少施工誤差，同時，在灌裝砂礫材料時應(yīng)當嚴格按照操作流程執(zhí)行，一旦砂料無法正確注入，則可以適當加水[2]。

5 振動擠密砂樁技術(shù)加固效果檢測

5.1 樁身重型動力觸探試驗

保障砂樁材料的均勻性，提高砂樁的完整性使發(fā)揮其良好排水功能的主要途徑之一，砂樁應(yīng)當豎直，以此才能有效減短排水時間，保障水的順利排出，提高公路地基的牢固性，所以，施工質(zhì)量檢測時，不應(yīng)忽視砂樁的均勻性以及完整性。在實際的施工過程中，施工人員可以選取重型動力觸探實驗，對砂樁的樁身進行逐步檢測，通過錘擊數(shù)來判斷樁身材料的均勻性，也就是說，檢測的錘擊數(shù)應(yīng)當處于規(guī)定范圍，滿足軟基施工要求。樁身動力觸探錘擊數(shù)越大，表示振動擠密砂樁的密實度較高，具備較好的完整性和均勻性，復符合相關(guān)施工的質(zhì)量要求，反之則質(zhì)量較差。

5.2 樁間軟土地基靜力觸探試驗

為了檢測公路軟基的施工效果以及其排水功能的完整性，施工人員可以進行樁間軟土地基靜力觸探實驗，對比施工前后地基靜力觸探的結(jié)果，判斷施工效果以及土質(zhì)的固結(jié)情況。這一實驗方法相對便捷，易于操作且其可靠性較高，使檢測振動擠密砂樁施工水平的最常見方法之一。一般來說，在振動擠密砂樁處理后，錐尖阻力的提高較為顯著，則軟基的排水能力較好，且固結(jié)時間相對較短，其地基承載力以及穩(wěn)固性均有所提高[3]。

6 結(jié)語

在本次案例探討以及理論分析中，得出如下結(jié)論：

（1）對公路軟基進行振動擠密砂樁施工處理的主要目的為提高軟土的牢固性，擠密地基以及排出土質(zhì)內(nèi)水分，提高土基承載力。

（2）在正式進行砂樁施工前應(yīng)當進行實驗以此引導后續(xù)工程，在施工過程中應(yīng)當按照有關(guān)要求執(zhí)行操作，保障砂樁的完整性以及均勻性。

（3）提高振動擠密砂樁的施工質(zhì)量是提高軟基穩(wěn)固性的基礎(chǔ)，因此，對施工結(jié)果進行檢測具有重要的意義，對樁身完整性以及均勻性檢測可利用動力觸探實驗。

（4）靜力觸探試驗?zāi)軌驒z測排水固結(jié)情況加固效果，這一方法較為便捷，且可靠性相對較高，是振動擠密砂樁加固效果檢測的主要措施。

（5）工程案例分析顯示，振動擠密砂樁加固公路軟基的效果顯著，能夠改善軟基強度，提高路面牢固性且能夠有效控制施工時間，施工成本相對較低，值得在路橋建設(shè)中大力推廣。

參考文獻

[1]林晉輝.振動擠密砂樁在公路液化地基處理中的應(yīng)用[J].福建建筑2015，05（01）：83-85.

[2]張富貴，時紹波.擠密砂樁處理砂土與軟土互層地基的試驗研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2014，03（15）：174.

[3]梁元林.振動沉管擠密碎石樁復合地基原位監(jiān)測試驗研究[J].交通科技，2015，12（15）：13-16.