浅析碎石桩在软黏土地基处理中的应用

杨振濮 张亚飞

摘要：碎石桩的应用历史较短，是近十几年发展起来的一种软基处理工法。该工法适用于处理松散砂土、粉土、素填土、杂填土、粘性土、湿陷性黄土等地基土，且应用效果良好。为此，本文在充分了解碎石桩施工原理的基础上，结合某具体工程案例，对公路软黏土地基处理中碎石桩的施工工艺进行了分析与探究。

关键词：碎石桩;软黏土地基;施工原理

一、碎石桩施工原理

由碎石与水泥砂浆胶结而成的小型钻孔灌注桩就是注浆桩，基于此，从成桩技术角度看，钻孔灌注桩包含碎石注浆桩，从桩的材料看，其又属于胶结体桩。一般情况下把桩的直径设为30cm～70cm之间，比较适合应用于小于30m的桩长。其施工的基本原理为按照设计直径采用小型钻机，当钻至设计深度时成孔，其次在孔底先放置注浆管，再进行碎石料的投放。在碎石料投放的过程中，采用注浆管放水的方式将孔壁清洗干净。注浆作业要在投放碎石料完成后进行，一般情况下浆液由下向上逆行，把浆液灌注到地面后便固结成桩。

二、工程概况

某公路工程其线路涉及地质包括：粘质黄土、粉质粘土、细砂等。因具有较高地下水位，导致其地基较为松软，且饱和细砂地震液化层，路基需通过填方方式施工，4m为路堤高度，耕地为地表形式，承载力与路基需求不符，进而可选取碎石桩进行地基加固。

通过测试计算，60到80Kpa为该工程天然地基承载力，因其具有较低地基承载力，1～1.5m为其地下水位埋设深度。为此，可选取0.8m桩径碎石桩，2m为其间距。根据等边三角形布设桩位，2侧路堤坡脚外3m范围为处理宽度，碎石桩桩长可将松软地基打穿到卵石土层顶面，并将一层碎石垫层铺设到碎石桩顶部。

三、公路软黏土地基处理中碎石桩施工工艺

1.施工准备

施工前需平整场地，按照地形图进行场地平整标高你定，按照宁填勿挖的原则实施整平作业。地表坚硬物体需彻底挖除，以此确保机械设备顺利下钻。在场地内需隽星运输道路、道路2边排水盲沟、纵向排水沟等设置，并对清理、拆除范围加以确定。施工前，需进行现场成桩试验，一般试桩数量在5根以上，以此获取实际技术参数，为工程建设提供保障。在完成各项施工准备作业后，施工前可按照试桩结果與设计规定由技术人员进行技术交底。

2.碎石桩试验段施工

按照施工设计要求，碎石桩施工前需按照试验段施工，并对制桩时间、深度等进行记录，并对设计参数与施工控制相关数据进行准确验证，确保技术参数选用的科学性、合理性，并将其作为碎石桩施工的控制指标。按照现场试桩结论，获取的施工技术参数，施工过程中必须重视其对附近结构物的影响。

一般在碎石桩施工范围内可直接布设试桩，按照碎石桩施工图设计进行划分，每个节段施工前都需做好施工准备工作，具体试验程序包含以下几点：

第一，振动器通过吊机起吊并与桩位垂直对准，随后将振动器开启，紧接着在土内缓缓放入振动器，并对电流变化范围进行观测，下沉速度需控制在1.5m/min，利用造孔电流改变情况对其是否沉入粉细砂层进行确定。

第二，振动器提升并进行2次清孔作业，完成造孔后，需对整个成孔过程所用时间进行记录。

第三，将碎石料倒入孔内，并在孔内放入振动器进行振捣密实，因地质松软，碎石料具有较大扩散面积，一时无法有效提升密实度，进而可将碎石料继续加入孔内进行振捣密实施工，并对密实度是否符合设计规定进行详细观测，为确保振动器不卡死，可选取间接填料法进行施工，并对整个制桩过程所用时间、填料量进行记录。

3.施工流程

（1）施工场地清理整平后，需对整平后的场地进行标高测量，以此对桩底、桩顶标高加以控制;

（2）按遵循设计文件，施工前期，在施工现场可将路基中心线测出，相隔20米可设置一个桩，并遵循填筑层顶面标高可进行每层填筑边线的放出。并进行相应标识，如路线控制桩、护桩、水准点等。同时照设计规定对桩位进行布设、测量放样，平面等边三角形为选取的主要形状，并做好编号施工;

（3）大面积施工前，需按照试桩结果获取正确的技术参数，如15到20分钟为每根桩成桩的时间，碎石投入量公式如下：

S=ApLK

其中，填碎石量由S表示;

碎石桩截面积由Ap表示;

碎石桩桩长由L表示;

碎石桩充盈系数由K表示（K大于/等于1.15）。

（4）选取DZ40-60系列走管式振动沉桩机作为机械设备，桩机移动就位后，应确保其垂直度。施工过程中在人工配合下电动沉管机可准确找出桩位，人工闭合活瓣式桩尖后实施沉桩作业，在土层内振动下沉桩管，确保其符合设计深度。

（5）桩管与设计深度相符后，人工与装载机相配合进行上料施工，根据试验段参数，将一定量的碎石料添加到桩管内，整个上料过程应避免断桩、缩颈等问题的出现。

（6）为确保桩管下端碎石具有良好密实度，要求振动、拔管作业同时进行，并确保拔管具有均匀的速度，同时在每分钟1到1.5米之间有效控制其速度。

4.质量控制

首先，利用现场成桩试验对施工工艺、施工控制措施加以确定，如出现问题，需向相关部门及时上报做出整改。在施工各项记录工作检查中，如部分桩与施工规定不符，需做好补救措施。在检验复合地基施工质量时，通常选取的试验方式为单桩荷载试验;并选取多桩复合地基大型荷载试验进行加固效果检验;选取重Ⅱ型动力触探法对碎石桩复合地基检验，如100毫米为其贯入量，击数则在5次以上。

其次，在制桩时，要求各段桩体必须与密实电流、填料量、留振时间等需求相符。制桩时应把振动器从孔口提出加料，或同时进行振捣与填筑作业。为确保施工质量，需详细观测与记录施工过程。随时间变化桩管下沉情况、碎石预定灌入数量和实际数量、提升桩管与挤压施工等都为观测的内容。按照桩管下沉时间曲线可对伴随时间变化土层松软度的实际情况进行分析，并对碎石料投放数量加以确定。碎石桩桩顶施工过程中，因上覆压力不断降低，桩顶极易出现松散层，加载施工前期需做好挖除与压实作业，并将复合地基的作用充分发挥出来。

四、结束语

综上所述，改革开放以后，我国公路工程项目得到了快速发展，在施工过程中积累了大量施工经验，特别是不断完善的施工技术水平使施工效率得到大幅提高。在工程基础设施建设中，公路工程具有施工周期长、工艺复杂且成本较高等特点，施工单位不但要严格遵守施工工序进行作业，还要进一步规范施工工艺，有效保障施工项目的整体质量。碎石注浆桩施工技术在路基工程施工中的应用，为公路工程整体质量提升提供了可靠保障。

参考文献：

[1]王志远.公路软基加固施工中碎石桩技术分析[J].黑龙江科技信息，2015（06）.