重力夯扩碎石桩在旧路补强工程中的应用

张文佳

摘 要：重力夯扩碎石桩在公路修补施工中应用范围比较广，对提升路面结构性能有很好的作用，是现代公路工程中主要应用的旧路补强施工技术。重力夯扩碎石桩施工技术主要有：操作简单、灵活性强、安装拆卸方便、作业噪音小、占地面积小、可用范围广等优势特点，借助挤密作用、置换作用、排水作用，能够有效提升公路结构的承载能力，提高抗弯、抗剪性能，使得路基结构性能得到基本保障，进而为人们的出行提供安全的交通保障。

关键词：重力夯扩碎石桩；旧路補强；路基施工；施工技术；质量控制

重力夯扩碎石桩施工原理是依据重锤的重力下冲的特点对桩体四周的土体进行挤压，使密度达到施工标准，完成固定成桩目的。在施工期间，重力夯扩碎石桩施工具有可置换、可排水、可压实的优势，利用分层夯实方法对土体进行高效挤压，实现挤密作用，该技术在应用过程中噪音小、占地面积小、夯实效率高、置换性强、操作灵活，对提高旧路改扩建施工效率有很好的促进作用，是目前在旧路补强施工中比较常用的技术。

一、工程概况

本工程为某一旧路改扩建工程。该扩建工程的总长度为23.4km。工程采取边施工边通车的方式，加铺结构层的厚度为32cm。原路基的路基承载力较低，路基为碱性土含水量较大。旧路经过多年的使用之后，旧路路面出现普遍的病害问题，其中主要的病害问题包括纵裂、不规则裂缝以及网站龟裂等。为了有效确保工程的施工质量，决定采用重力夯扩碎石桩对旧路进行补强处理。

二、重力夯扩碎石桩的施工技术

1、试桩

试桩是以证明施工具有可行性特点做的基本工作，在试桩作用下能够清楚地了解到施工质量标准，并且通过试桩结果，能够在施工过程中对土层、施工工艺以及施工材料等方面进行验证，对不合理的地方及时纠正，包括对机械设备的使用性能检测，结合所有试桩内容的参数结果，再次进行全程施工分析，对不合理的地方适当调整，比如：成桩时间不利于施工，可以在时装后对施工工艺进行调整；压入碎石量不能满足成桩需要，可以对材料使用比例进行适当调整；振动锤电机的电流不能满足机械正常操作要求，可以对机械设备进行检查与维修，必要时可以选择更换新设备，以保证施工能够顺利进行；又或者发现成桩深度达不到旧路补修要求，则需要及时进行施工方案改进等。

2、施工方法

在本工程中进行重力夯扩碎石桩的施工主要是按照从四周向中心的顺序进行。相邻两根碎石桩之间应采取跳跃间打的方式，这样可以避免对相邻桩造成影响。在正式施工之前应先对施工场地进行平整处理。在桩位处进行桩机就位，并对桩管的垂直度进行严格调整，根据要求，其垂直度应控制在1.5%以内。并且还需要对桩管的长度以及投料口的位置进行校正，确保满足设计桩长的要求。在桩机处需要设置二次投料口，并在桩位处铺设少量的碎石。

采用振动成桩机以振动的方式将桩管沉入到土层中，直至达到设计要求的深度位置。一般情况下，桩管没下沉0.5m的深度，需要进行30s的留振，直至穿透液化层并达到设计深度。稍提升桩管使桩尖打开，停止振动。安排小推车将石料向桩管内灌入石子，直至灌满为止。启动拔管，在拔管之前应先进行1min的留振，之后则一边进行振动一边进行拔管。一般情况下，拔管的速度应控制在每拔1m留振1min。

根据单桩设计碎石用量确定第一次投料的长度，并进行多次反插，直至桩管内碎石全部灌入为止。提升桩管，接着通过空中二次投料口进行加料，直至桩管内灌满石料，并需要进行多次的反插处理。一般情况下，反插的深度应控制在桩管长度的一半以上。将桩管提升出地面，接着停止振动，并进行孔口投料直至达到地表位置。接着启动反插，并及时进行孔口补料，直至设计碎石用量投完为止。在孔口加压至前机架抬起。之后即可将机架移动至另一个桩位。

3、施工技术操作要点

在桩管提升和反插操作过程中应控制好速度，确保均匀。反插深度应按照由浅到深的顺序进行。一般情况下，在确保桩长和碎石灌入量的前提下，每根桩的总反插次数应控制在相应要求范围内。在施工过程中，对于桩管带出的泥土，应及时将其挖除，这样可以避免孔口的泥土掉入桩孔内形成断桩的问题。

在施工过程中应特别注意土层的变化。如果发现土层出现较大变化，与地勘报告相差较大时，或者投料量、沉管速度出现异常时，应立即停止施工。如果遇到孤石或者局部硬土层时，导致沉管困难或者无法沉管时，此时应测量沉管的深度，并将其移动至旁边位置继续进行沉管，并量出沉管的深度，如此进行多次的沉管和测量，最终确定土中存在的局部硬土层的范围。如果硬土层的范围较小，则可以在原桩位处继续进行碎石的灌注，碎石量仍需要满足设计碎石用量的要求。如有必要，可以在该桩附近进行补桩处理以对土基进行加固处理。如果硬土层的存在范围较大时，则应及时上报设计单位进行设计变更处理。在施工过程中，应及时安排相关人员进行沉降观测和稳定性观测，并及时进行相关数据的整理，以进行动态施工。

三、重力夯扩碎石桩的施工质量控制

在加料振密过程中，应严格按照要求控制好密实电流和留振时间。需要注意的是，只有振动器在固定深度位置振动一定时间之后，此时电流稳定在某一数值时，方可将此数值作为填料密实度的代表值，根据要求，振动器的稳定电流值应确保超过密实电流值。此时方可代表该桩的施工完成。为了有效确保桩体的施工质量，桩体施工应确保连续进行。在单位深度范围内，碎石的填充量应确保满足设计和规范的要求。根据要求，密实电流应控制在50A上，留振时间则应控制在10～20s之间。

根据要求，所采用的碎石填料含泥量应控制在5%以内，并且应满足质地坚硬、无风化等要求。碎石的最大粒径应控制在50mm以内。桩位允许偏差。根据要求，桩位的允许偏差应满足如表2所示的要求。碎石桩的施工应确保不存在短桩和漏桩的问题。

四、地基处理效果检验

对于重力夯扩碎石桩施工，应在施工完成之后对其加固效果进行检验。根据要求，应委托具有相关资质的单位对重力夯扩碎石桩进行静载试验。一般情况下，应根据建筑地基检测技术规范的要求进行桩号的选择。静载试验过程中应满足相关设计和规范的要求。根据静载试验结果可以知道，本工程的重力夯扩碎石桩的极限承载力满足设计要求。

结语：在旧路补强施工过程中，要对路基软土层加以重视，并结合现代公路使用情况与要求，为保证施工质量，延长使用寿命则需要进行相应的施工技术应用选择。目前，重力夯扩碎石桩在旧路补强中应用效果非常好，通过自身的挤压作用、置换作用以及排水作用，再加上施工方便、简单等优势，能够在很大程度上提高施工效率，保证路基承载力能够满足道路使用要求，实现高质量施工效果，是值得全面推广与应用的施工技术。

参考文献：

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