尤志偉

（平山縣交通運(yùn)輸局公路工程服務(wù)中心，河北 石家莊 050400）

0 引言

由于我國(guó)地域廣闊，因此在我國(guó)公路施工過程中，不可避免會(huì)遇到軟土地基的問題。軟基的存在會(huì)影響路基的建設(shè)質(zhì)量，施工單位可以采取碎石樁加固技術(shù)進(jìn)行處理。碎石樁技術(shù)施工工藝比較成熟，在軟基加固施工中應(yīng)用廣泛，但是為保證加固效果，施工單位仍需加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用分析。

1 工程概況

某公路工程位于我國(guó)河北省境內(nèi)，該工程設(shè)計(jì)全長(zhǎng)56.9km，其中公路其中一標(biāo)段施工前經(jīng)檢測(cè)得知，地基土質(zhì)多為黃土、粉質(zhì)黏土、細(xì)砂，同時(shí)地下水位較高，為典型的軟土地基。如不能進(jìn)行處理將嚴(yán)重影響工程質(zhì)量，針對(duì)此情況經(jīng)多方商討后決定采用碎石樁施工技術(shù)進(jìn)行軟基加固，本文對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用展開分析。

2 碎石樁軟基加固施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 加固處理方法

經(jīng)勘查得知本工程地基天然承載力為60～80kPa，軟基的地下水位埋深為1.0～1.5m，且軟基中包含有細(xì)砂層，難以滿足地基的沉降要求，針對(duì)此情況決定采用碎石樁加固技術(shù)進(jìn)行軟基處理。碎石樁的樁徑設(shè)置為0.8m，按照等邊三角形間隔2m進(jìn)行設(shè)置，樁身貫穿軟土地層直至堅(jiān)硬的卵石土層表面，碎石樁施工完成后，在其上方鋪設(shè)一層30cm厚的碎石墊層。

2.2 施工準(zhǔn)備

（1）設(shè)備準(zhǔn)備

軟基加固施工前，施工單位要結(jié)合軟基的基本情況準(zhǔn)備施工使用的機(jī)械設(shè)備，本次施工采用的機(jī)械設(shè)備包括振動(dòng)碎石樁機(jī)、電機(jī)及其他一些小型工具，其中振動(dòng)碎石樁機(jī)的額定功率為44kW，激振力為23t，電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為1 450r/min，機(jī)械準(zhǔn)備完成進(jìn)場(chǎng)后要安排人員進(jìn)行調(diào)試與維護(hù)[1]。

（2）路面清理

在施工前對(duì)軟基表面進(jìn)行清理，清除路面的石塊、垃圾、雜草等雜物，并調(diào)整路面平整度，針對(duì)凹凸不平的位置可以進(jìn)行鏟除或換填。整平后在其表面鋪設(shè)一層砂墊層，增加軟基承載力，以便于機(jī)械入場(chǎng)。此外，要在地基表面結(jié)合設(shè)計(jì)要求的位置進(jìn)行放樣，明確碎石樁基位置、尺寸等。

2.3 施工參數(shù)確定

2.3.1 樁體材料及加固深度

（1）本工程碎石樁施工不得采用易風(fēng)化、易碎的石料，應(yīng)采用硬質(zhì)材料，材料的含泥量控制在10%以內(nèi)，材料的粒徑不大于50mm，避免因粒徑過大出現(xiàn)卡孔問題，同時(shí)規(guī)避因過大的材料對(duì)振沖機(jī)械外殼的影響。材料的用量結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)碎石樁的尺寸大小及樁孔內(nèi)的體積進(jìn)行計(jì)算，本次施工填料的充盈系數(shù)β控制在1.2～1.4之間，施工過程中要根據(jù)具體施工中地表情況的變化確定具體用量，避免出現(xiàn)地面沉降和隆起的問題[2]。

（2）碎石樁的施工深度結(jié)合工程實(shí)際情況確定，針對(duì)地基軟弱土層較淺的位置，碎石樁應(yīng)穿過軟土地層，針對(duì)軟基土層較深的位置，碎石樁加固深度應(yīng)達(dá)到軟土層下方深度2.5m的，碎石樁的最短樁長(zhǎng)應(yīng)不小于4m。

2.3.2 地基承載力

碎石樁的地基承載力參數(shù)由現(xiàn)場(chǎng)的地基荷載試驗(yàn)進(jìn)行確定，在實(shí)驗(yàn)之前要結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步承載力的估算，計(jì)算方法采用公式（1）：

式中：fspk為處理后地基承載力的特征值；fpk為處理前地基承載力的特征值；fsk為碎石樁間土體承載力特征值；m為軟基的置換面積；d為碎石樁的樁體直徑；dc為地基處理面積的等效圓直徑尺寸[3]。

2.4 打樁機(jī)安裝

（1）打樁機(jī)安裝前，先利用鋼尺進(jìn)行打點(diǎn)定位。打點(diǎn)定位按照由里向外的順序，從一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行打點(diǎn)施工。打點(diǎn)過程中要對(duì)原地基的變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，避免對(duì)原地基造成擾動(dòng)，影響地基穩(wěn)定性，同時(shí)打孔采用間隔打點(diǎn)的方式。

（2）結(jié)合打點(diǎn)的位置安裝打樁機(jī)。打樁機(jī)安裝后其導(dǎo)向架與地面相互垂直，打樁機(jī)的位置偏差控制在50mm以內(nèi)，與地面的垂直角度偏差控制在1.5%以內(nèi)。安裝后的打樁機(jī)要保持平穩(wěn)牢固，如不滿足要求及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

2.5 振沖及注漿施工

（1）打樁機(jī)安裝就位后，調(diào)節(jié)振沖器與樁位對(duì)齊，然后開啟壓力水泵和振沖器開始成孔施工。成孔施工過程中要對(duì)成孔中心的位置進(jìn)行檢測(cè)，與樁位中心位置的偏差要控制在100mm以內(nèi)。成孔中振沖器要在土層里緩慢下沉，下沉至距離孔底1.3～0.5m的位置后，停止下沉，同時(shí)將振沖器提升，此過程重復(fù)1～2次，在成孔作業(yè)中要采用泥漿進(jìn)行護(hù)壁作業(yè)，避免出現(xiàn)塌孔問題，當(dāng)振沖器提升完成且孔口泥漿出現(xiàn)稀化現(xiàn)象，表示成孔作業(yè)完成，此時(shí)可進(jìn)行清孔作業(yè)，清孔過程中要注意將孔內(nèi)沉渣全部清出孔外[4]。

（2）清孔作業(yè)后，將振沖器控制在與孔底0.3～0.5m的位置，然后向孔內(nèi)填充填料，填充過程中同步開啟振沖器，作用是將填料振壓密實(shí)，并將其向孔壁內(nèi)壓入，從而進(jìn)一步擴(kuò)大孔徑，此時(shí)由于填料的不斷擠壓，碎石樁孔壁土體的束縛力會(huì)迅速增大，直至其土體的束縛力達(dá)到平衡為止。

（3）束縛力穩(wěn)定后，會(huì)增加振沖器的電流，此時(shí)碎石樁的樁徑不會(huì)發(fā)生變化，待其電流增加到設(shè)計(jì)要求值后，表示碎石樁內(nèi)的土體已經(jīng)加固完畢，如振沖器的電流未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求值，則表示碎石樁內(nèi)的土體未能完全加固，此時(shí)可以繼續(xù)向孔內(nèi)填充填料并振沖密實(shí)。在振沖填料過程中所添加的填料均為分批進(jìn)行，且每一批填料加入后碎石樁的加固效果均要進(jìn)行檢測(cè)與記錄，包括填料的數(shù)量、振沖密實(shí)的時(shí)間、填料的添加深度等。待所有碎石樁施工完成后進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收。

2.6 施工注意事項(xiàng)

2.6.1 注意沉降觀測(cè)

本工程碎石樁施工過程中要對(duì)地表的沉降值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，避免出現(xiàn)地表塌陷、隆起等問題，造成安全事故。其監(jiān)測(cè)方式主要包括兩種，分別為地表沉降板監(jiān)測(cè)和分層沉降監(jiān)測(cè)。其中地表沉降板監(jiān)測(cè)主要通過設(shè)置沉降板的方式，設(shè)置位置位于地表墊層下方、路基中心、路肩等位置，墊層下方的沉降板尺寸為60cm×60cm×20cm；分層沉降監(jiān)測(cè)主要通過埋設(shè)鉆孔的方式進(jìn)行。鉆孔的位置與設(shè)計(jì)要求一致，鉆孔的偏差控制在1.5%以內(nèi)。為保證鉆孔施工的安全性，施工過程中要采用泥漿護(hù)壁的方式，同時(shí)每個(gè)鉆孔埋設(shè)完畢后均要連接波紋管，鉆孔的設(shè)置間距控制在1m。

2.6.2 注意位移觀測(cè)

施工過程中要注意軟土地基中土體的位移情況，位移監(jiān)測(cè)分為水平位移和垂直位移，其中垂直位移可以采用測(cè)斜管觀測(cè)法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。測(cè)斜管材料為塑料管，主要埋設(shè)在路堤邊坡位置，與鉆孔埋設(shè)要求一樣，其埋設(shè)的垂直偏差應(yīng)控制在1.5%以內(nèi)，埋設(shè)后的斜側(cè)管其管頂應(yīng)高出地面50cm，高出部位要進(jìn)行必要的保護(hù)。水平位移檢測(cè)采用位移邊樁檢測(cè)法，邊樁主要設(shè)置在路堤兩側(cè)、坡腳、邊溝兩側(cè)等路基邊緣位置，樁身采用混凝土澆筑而成，樁身尺寸為10cm×10cm，埋深為1.5m，埋設(shè)后的樁體要高出地面10cm。

2.6.3 注意質(zhì)量檢測(cè)

（1）碎石樁施工過程中要注意對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，以便于后續(xù)工作的順利進(jìn)行。其試驗(yàn)檢測(cè)主要包括施工中的試驗(yàn)檢測(cè)與施工后的質(zhì)量檢測(cè)。試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)要進(jìn)行試樁，以確定施工中的各項(xiàng)參數(shù)，同時(shí)要對(duì)施工中的各個(gè)工序的施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后才能進(jìn)行下一步施工，以保證施工質(zhì)量。

（2）施工后的主要質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容為地基承載力，檢測(cè)方法采用單樁及復(fù)核地基荷載試驗(yàn)和動(dòng)力觸探試驗(yàn)法，檢測(cè)時(shí)間為碎石樁施工完成的2周后，檢測(cè)選取的檢測(cè)樁數(shù)應(yīng)不小于總樁數(shù)的5%，選取方式為隨機(jī)選取。在單樁及復(fù)核地基荷載試驗(yàn)檢測(cè)中，檢測(cè)方法為承壓板檢測(cè)，檢測(cè)質(zhì)量要求工程地基承載能力不小于110kPa。在動(dòng)力觸探試驗(yàn)法中，檢測(cè)方法為錘擊檢測(cè)，檢測(cè)質(zhì)量要求工程單樁承載力不小于150kPa，檢測(cè)結(jié)果滿足以上要求即視為施工質(zhì)量合格，且經(jīng)檢測(cè)，不合格的樁體數(shù)量應(yīng)小于檢測(cè)總數(shù)的10%，否則視為不合格。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)用碎石樁技術(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行加固，可提高公路的綜合性能，從而保證路基的施工質(zhì)量。在今后施工中，應(yīng)加強(qiáng)軟基碎石樁加固技術(shù)的研究，進(jìn)一步提高該技術(shù)的可靠性和適用性。