謝用

（安徽鴻道公路工程有限公司，安徽 池州 247100）

0 引言

在公路工程建設(shè)過(guò)程中，不可避免地會(huì)遇到特殊土質(zhì)，如軟土土質(zhì)。在遇到軟土地基的情況下，要想使公路工程按照既定計(jì)劃推進(jìn)，確保公路施工過(guò)程的安全性和公路工程的施工質(zhì)量，就需要采取針對(duì)性的處理措施對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理，以提升地基的承載力。其中，碎石樁施工技術(shù)能有效解決軟土地基施工過(guò)程中的地基沉降問(wèn)題，因此推動(dòng)碎石樁施工技術(shù)的全面應(yīng)用很有意義。

1 公路軟基加固施工特點(diǎn)分析

軟基加固施工很容易受到外部環(huán)境因素的影響，只有充分把握公路軟基加固施工的整體特征，才能有的放矢地完善軟基加固施工水平，提升公路工程建設(shè)質(zhì)量。

1.1 公路軟基加固施工周期性長(zhǎng)

軟基加固施工是公路工程建設(shè)中重要的組成部分，這一部分的施工流程較為繁復(fù)，工程量較大，因此所需耗費(fèi)的工期較長(zhǎng)。軟基加固施工屬于戶(hù)外作業(yè)，因此施工時(shí)間越長(zhǎng)，遭遇極端天氣的概率就越大。因此，軟基加固施工的這一特征會(huì)影響到后期公路建設(shè)的順利推進(jìn)。此外，公路軟基施工周期越長(zhǎng)，所需耗費(fèi)的施工成本就越高，因此盡可能縮減公路軟基加固施工周期，是施工人員在明確這一階段施工特點(diǎn)背景下應(yīng)當(dāng)關(guān)注的重點(diǎn)。

1.2 公路軟基加固施工流動(dòng)性大

公路軟基加固施工的場(chǎng)所并不固定，具有極強(qiáng)的流動(dòng)性。因此在具體的施工過(guò)程中，監(jiān)管人員難以完成監(jiān)督職責(zé)，難以對(duì)參與公路軟基加固施工的技術(shù)人員進(jìn)行必要的監(jiān)管。而公路軟基加固施工的流動(dòng)性，也會(huì)在一定程度上影響到施工人員的積極性和主動(dòng)性。在缺乏監(jiān)管的前提下，施工人員的工作狀態(tài)又不理想，那么公路軟基加固施工質(zhì)量必定會(huì)受到影響。因此，公路軟基加固施工流動(dòng)性過(guò)大這一特征，需要引起施工人員的重視。

2 碎石樁技術(shù)的加固原理分析

所謂的碎石樁技術(shù)，指的是通過(guò)沖擊或震動(dòng)等方式，在松軟的地基中開(kāi)出孔隙，隨即將碎石填入孔隙中，讓地基內(nèi)部形成由碎石構(gòu)成的密實(shí)樁體的技術(shù)。施工人員需要借此降低地基投入使用后出現(xiàn)沉降現(xiàn)象的概率。該技術(shù)的順利使用也能夠提升地基的抗剪強(qiáng)度，使公路工程建設(shè)質(zhì)量更為理想[1]。

2.1 黏土類(lèi)地基的加固原理分析

在黏土類(lèi)地基中使用碎石樁技術(shù)，能夠使碎石樁本身的強(qiáng)度改變?cè)械鼗阅埽尩鼗卸嘤嗟乃值靡耘懦?。碎石樁技術(shù)在黏土類(lèi)地基中的使用，主要是通過(guò)置換原理達(dá)到效果的。具體來(lái)說(shuō)，碎石樁會(huì)在黏性土中形成較大直徑的樁體，黏性土通過(guò)與碎石樁之間的復(fù)合黏連，最終形成復(fù)合地基。相比較原有的黏性土地基來(lái)說(shuō)，復(fù)合地基的上部荷載力得到了提升，整體穩(wěn)定性也變得更為優(yōu)良。這一過(guò)程中產(chǎn)生的大部分應(yīng)力都集中在碎石樁處，黏性土的應(yīng)力較小，因此在地基投入使用后，出現(xiàn)固結(jié)沉降現(xiàn)象的概率較低。研究人員在對(duì)比原有黏性地基和經(jīng)過(guò)碎石樁處理后的黏性地基出現(xiàn)沉降現(xiàn)象概率的數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)碎石樁處理后的黏性地基，出現(xiàn)沉降現(xiàn)象的概率要減少20%～30%左右。碎石樁在黏性地基中的處理和應(yīng)用，能夠使黏性地基內(nèi)部形成既定的排水通道，這能從側(cè)面加快地基的固結(jié)速率，使黏土類(lèi)地基使用質(zhì)量得到進(jìn)一步提升[2]。

2.2 砂土類(lèi)地基的加固原理分析

砂土類(lèi)地基結(jié)構(gòu)較為疏松，顆粒性較強(qiáng)，因此內(nèi)部孔隙較大。針對(duì)這類(lèi)地基，施工人員需要使用擠密類(lèi)加固原理，完成碎石樁技術(shù)的應(yīng)用。在擠密過(guò)程中，原有的土粒會(huì)產(chǎn)生位移，不同顆粒間的空隙將不斷縮小，隨著內(nèi)部壓力的逐漸增大，土質(zhì)會(huì)變得更為密實(shí)。在碎石樁技術(shù)使用階段，施工人員需要額外關(guān)注成樁過(guò)程的施工效果，通過(guò)在砂層中插入樁套管，使樁套管四周的砂土由于發(fā)生位移而變得更為緊密。隨著碎石樁技術(shù)的逐步應(yīng)用，砂土類(lèi)地基內(nèi)部的顆粒孔隙將縮小至臨界狀態(tài)，地基的強(qiáng)度和承載力都將獲得大幅度提升。擠密類(lèi)加固原理的應(yīng)用能夠從側(cè)面降低地基沉降概率，使地基的質(zhì)地變得更為均勻[3]。

3 碎石樁技術(shù)的施工策略分析

碎石樁施工技術(shù)的應(yīng)用是有固定路徑的。具體步驟流程如圖1 所示。

圖1 碎石樁施工具體步驟流程圖

3.1 樁位測(cè)量放樣

在碎石樁技術(shù)使用之前，施工人員要先到施工現(xiàn)場(chǎng)放線定位。在這一過(guò)程中，技術(shù)人員需要確定地中的控制點(diǎn)和軸線，在確定后還需要反復(fù)核驗(yàn)。這一工序完成后，施工人員需要使用專(zhuān)業(yè)儀器設(shè)備進(jìn)行裝備測(cè)量放樣，并完成樁尖的埋設(shè)工作。需注意的是，埋設(shè)工作需要控制精度。大部分情況下，精度誤差都需要在2cm 的范圍內(nèi)。在順利埋設(shè)樁尖后，施工人員需要在24h 之內(nèi)完成打樁工作。在打樁工作進(jìn)行過(guò)程中，很容易出現(xiàn)位置偏差，因此施工人員需要隨時(shí)復(fù)核樁位，降低由于擠壓而出現(xiàn)偏差問(wèn)題的概率[4]。

3.2 樁機(jī)就位工序

碎石樁技術(shù)是否能順利使用，與樁機(jī)是否順利就位有密切的關(guān)聯(lián)。如果樁機(jī)機(jī)架的擺位脫離了水平線，或機(jī)架不夠穩(wěn)固，那么打樁過(guò)程就很容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。當(dāng)然，除了要考慮機(jī)架的位置外，施工人員還需要盡可能地讓沉管保持垂直和對(duì)中。在這一過(guò)程中，施工人員可使用吊錘檢測(cè)方式進(jìn)行垂直度的檢測(cè)。通常情況下，樁位與裝管底板中心的位置誤差都不得超過(guò)2cm，樁孔的垂直度偏差也不能太大，因此在打樁的過(guò)程中，施工人員需要隨時(shí)完成樁孔垂直度檢查工作，不得讓樁孔的垂直度偏差超出樁長(zhǎng)的1.5%，否則后續(xù)的打樁工作就無(wú)法順利推進(jìn)[5]。

3.3 振動(dòng)成孔工序

確保樁機(jī)精準(zhǔn)就位后，施工人員需要對(duì)正樁位，利用沉管的自身重量進(jìn)行靜壓。但需要注意的是，靜壓的長(zhǎng)度不可超過(guò)2m。在靜壓工序完成后，施工人員需要收緊鋼絲繩，借此完成振動(dòng)下沉工序任務(wù)，收緊鋼絲繩能夠起到提升沉管速度的效果。在這一過(guò)程中，工作人員需要做到每下沉0.5～1m 的長(zhǎng)度就完成5～10s 的振動(dòng)，直到下沉深度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。由于在這一過(guò)程中需要隨時(shí)控制下沉長(zhǎng)度和振動(dòng)秒數(shù)，因此需要耗費(fèi)施工人員大量的精力和時(shí)間。但在信息智能技術(shù)滲透和應(yīng)用的背景下，使用碎石樁技術(shù)的施工人員可使用自動(dòng)生成的智能化程序替代人力，完成長(zhǎng)度控制和振動(dòng)秒數(shù)的控制工作，這能夠使振動(dòng)成孔工序質(zhì)量得到大幅度的提升[6]。

3.4 停振灌料工序

在振動(dòng)停止后，施工人員便需要開(kāi)始進(jìn)行灌料。需注意的是，該過(guò)程使用的石料級(jí)配應(yīng)當(dāng)達(dá)到核定標(biāo)準(zhǔn)，粒徑最小不得小于20mm，最大不得超過(guò)60mm。除此之外，在灌料之前施工人員還需注意石料的含泥量。含泥量如果超過(guò)3%，那么就意味著石料已經(jīng)被污染，此時(shí)的石料是不能直接使用的，需要施工人員通過(guò)專(zhuān)業(yè)的沖洗工具洗凈石料內(nèi)的泥沙，使石料的含泥量下降到3%以?xún)?nèi)，且在石料使用之前，工作人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)石料的質(zhì)量進(jìn)行反復(fù)查驗(yàn)，如果石料已經(jīng)出現(xiàn)風(fēng)化現(xiàn)象，那么就不宜在碎石樁施工過(guò)程中進(jìn)行使用。

在振動(dòng)成孔工序循序推進(jìn)，沉管下降到既定高度后，施工人員應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行石料的補(bǔ)充和投放，爭(zhēng)取讓樁孔能夠第一時(shí)間被填滿(mǎn)。在這一過(guò)程中，施工人員還需要及時(shí)清理孔口和管壁處附著的泥土，如果泥土混入石料中，則會(huì)使得石料被污染。在灌料的過(guò)程中，石料的灌注量一般要達(dá)到0.2m2/延米以上，小于這一數(shù)值，則意味著石料的灌入量不夠充足。在后期的填料過(guò)程中，施工人員應(yīng)盡可能地用掉灌料前準(zhǔn)備的所有石料，這是保障碎石樁施工技術(shù)達(dá)到理想狀態(tài)的重要前提。

3.5 反插補(bǔ)料工序

灌滿(mǎn)石料后，施工人員需要立即在振動(dòng)的過(guò)程中進(jìn)行拔管。這一過(guò)程中需注意控制拔管高度，如果拔管高度不在合理范圍內(nèi)，那么反插補(bǔ)料工序就無(wú)法順利推進(jìn)。如無(wú)異常情況，拔管高度需要大于0.5m，小于1m。拔管后反向插入深度應(yīng)當(dāng)控制在0.3～0.5m左右。在這一過(guò)程中，持續(xù)振動(dòng)時(shí)間不得少于5s，也不得多于10s。在反插過(guò)程中，施工人員需及時(shí)填補(bǔ)石料，填補(bǔ)次數(shù)不得少于兩次。第一次投料填補(bǔ)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是成樁長(zhǎng)度不超過(guò)樁管長(zhǎng)度1/2 左右的時(shí)間。在樁管提出地面后，雖可停止振動(dòng)，卻仍然需要繼續(xù)在孔口處投料，直至原先準(zhǔn)備的設(shè)計(jì)用料全部使用完畢。需注意的是，整個(gè)反插補(bǔ)料過(guò)程中反插的速度和提升的速度應(yīng)當(dāng)保持平衡。在拔管過(guò)程中，拔管的速度應(yīng)控制在1m/min 左右。如果沉管需要從淤泥夾層當(dāng)中穿過(guò)，那么施工人員需要適當(dāng)?shù)胤啪彴喂軙r(shí)間，降低拔管高度，控制反插的深度。

4 碎石樁技術(shù)的施工優(yōu)化分析

4.1 完善碎石樁技術(shù)的驗(yàn)收方法

在軟基加固施工完成后，工作人員需要對(duì)碎石樁技術(shù)使用的每一流程進(jìn)行記錄，研究不同流程的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行碎石樁技術(shù)使用過(guò)程的二次審查。如果碎石樁技術(shù)使用過(guò)程中出現(xiàn)了紕漏，那么施工人員則需要在第一時(shí)間制定補(bǔ)救方案，這能夠讓軟基加固施工技術(shù)的使用達(dá)到理想狀態(tài)。在技術(shù)驗(yàn)收的過(guò)程中，施工人員需要審查黏土性碎石樁的結(jié)構(gòu)，通過(guò)初探法或單樁荷載試驗(yàn)法的應(yīng)用，勘測(cè)碎石樁技術(shù)使用后的地基質(zhì)量。在驗(yàn)收過(guò)程中，施工人員需要錘擊地基，如果錘擊次數(shù)大于5，地基的沉降數(shù)據(jù)小于60mm，則意味著碎石樁技術(shù)的使用獲得成功。如果錘擊次數(shù)大于5，地基沉降數(shù)據(jù)大于60mm，就意味著碎石樁施工并未達(dá)到既定目標(biāo)。在以往的施工過(guò)程中，錘擊地基試驗(yàn)的執(zhí)行度不高，許多施工人員會(huì)忽略這一驗(yàn)收環(huán)節(jié)。要想提升碎石樁技術(shù)的使用質(zhì)量，就需要將錘擊地基試驗(yàn)納入常規(guī)驗(yàn)收流程中。

4.2 全面提高工作人員操作水平

碎石樁技術(shù)的使用質(zhì)量會(huì)直接影響到軟基加固施工效果，因此參與這一工作流程的技術(shù)人員，需要不斷提升個(gè)人的操作水平和操作能力，認(rèn)真學(xué)習(xí)國(guó)外碎石樁技術(shù)使用過(guò)程中的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并在信息技術(shù)不斷完善與滲透的現(xiàn)代社會(huì)，合理購(gòu)入現(xiàn)代化智能操作設(shè)備，完成碎石樁技術(shù)的使用。由于碎石樁施工過(guò)程中的振動(dòng)成孔和停振灌料工序需使用精細(xì)化的操作手法完成，因此以智能技術(shù)代替人力進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息的把控，能夠讓碎石樁施工操作質(zhì)量變得更為理想，降低這一過(guò)程中出現(xiàn)失誤的概率。這就意味著參與碎石樁施工流程的操作人員，需要具備使用信息技術(shù)完成各項(xiàng)操作流程的能力，爭(zhēng)取完成有精細(xì)化操作要求的振動(dòng)成孔和停振灌料工序的任務(wù)。只有如此，才能使軟基加固施工質(zhì)量達(dá)到既定目標(biāo)。

4.3 全面完善孔隙壓力的觀測(cè)操作

在碎石樁施工技術(shù)使用過(guò)程中，施工人員需要對(duì)孔隙的水壓力和土壓力進(jìn)行及時(shí)的觀測(cè)與記錄。在水壓力觀測(cè)過(guò)程中，施工人員可使用一孔多只的孔壓劑埋設(shè)法，通過(guò)在砂墊層底部埋設(shè)觀測(cè)儀器的方式，進(jìn)行壓力數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。埋設(shè)間距應(yīng)當(dāng)控制在2m 左右，在鉆孔埋設(shè)的過(guò)程中，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄工作。每埋設(shè)一個(gè)孔壓計(jì)，工作人員都需要通過(guò)接收儀器測(cè)定孔壓計(jì)是否能正常運(yùn)作。在土壓力觀測(cè)的過(guò)程中，施工人員也依然需要使用專(zhuān)業(yè)儀器埋設(shè)法。但在埋設(shè)過(guò)程中，需要盡可能地保持挖坑的水平性，只有如此才能夠讓土壓力計(jì)埋設(shè)后的位置變得更為穩(wěn)固。在埋設(shè)工作完成后，施工人員還需要使用細(xì)砂填補(bǔ)土壓力計(jì)周?chē)目障?，填補(bǔ)范圍大約在20cm。與孔壓力計(jì)埋設(shè)相類(lèi)似，施工人員需要使用專(zhuān)業(yè)的接收儀器，檢查土壓力計(jì)是否能夠正常運(yùn)作。如果壓力計(jì)的使用出現(xiàn)了問(wèn)題，那么工作人員需要及時(shí)進(jìn)行問(wèn)題分析。在土壓力計(jì)埋設(shè)后，工作人員不能在第一時(shí)間完成土方的填筑工作，需等待土壓力計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后再進(jìn)行埋設(shè)。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在軟土地質(zhì)的公路工程建設(shè)中，使用加固碎石樁施工技術(shù)來(lái)改變?cè)械牡鼗阅苁呛苡斜匾模挥腥绱瞬拍軌虼_保公路施工建設(shè)質(zhì)量達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)，確保公路施工建設(shè)的過(guò)程中不會(huì)發(fā)生地基沉降問(wèn)題，否則公路施工的最終效果很可能出現(xiàn)偏差，最終影響到公路的使用性能，影響到交通參與者的人身安全。