复合载体桩施工技术在路基加固处理中的应用

2021-04-01成强强

中华建设 2021年9期

成强强

对于地质条件较差的道路路基，多需要采取针对性的有效加固方式，对其予以加固处理。本文以复合载体桩施工技术在路基加固处理中的应用为探讨主题，分析复合载体桩这种施工工艺，从测放桩位、设备进场调试与就位、锤击根管成孔以及填充料夯实等方面阐述其在加固处理路基施工中的应用要点，总结各阶段质量控制的具体方法。

在建筑工程中，载体桩主要包括两个组成部分：一是混凝土桩身，二是载体。通过将填料夯实挤密，使得桩端土体现场一体，达到提高载体桩承载能力的作用。在整个路基结构中，载体与基础的拓展相类似，借助于桩身向载体传递上部负荷。在路基加固处理施工中引入对复合载体桩施工技术的应用，有利于提高路基结构的承载能力与强度性能。

一、工程概况

在加固处理路基的施工工作中，选用的常见加固技术种类较多，包括换填法、CFG桩法等。但若是路基属于基坑支护的整个范围内，则会受到钢筋网片、支护结构桩以及锚索等多方面因素的直接影响，给现场作业带来诸多困难。将复合载体桩施工技术运用到道路路基施工中，能够为现场加固处理作业提供便利条件。以某地岩土工程为例，在分布较厚填土层的地段内，选择砂石桩、碎石桩等进行处理。载体桩以混凝土桩身为基础，与复合载体复合而成，在选择与确定持力层时，应确保土层具有较好的土性，且下部较为稳定。借助于重锤的冲击作用，形成大小适宜的孔，然后进行沉管。以设计标高为基准，当管沉位置达到选定位置后，连续地向桩端填料，并做好夯实作业，然后再将水硬性材料、干硬性混凝土填入到桩端内，持续夯实即可。这样便可以有效地加固、挤密桩端下部一定范围内的土体，按照自上而下的形式，将填充料、土体以及干硬性混凝土挤密，最终形成复合载体。然后，参照路基施工工程的各项规划要求，建造混凝土桩身即可。在受到竖向的荷载作用时，截体会承受较大的一部分，其中仅占小比例的是侧摩阻。站在受力分析的角度上来看，其整体受力情况与扩展基础较为相似，其中，桩身部分结构起到的作用与传力杆较为类似，而复合载体的受力更等同于扩展基础的受力。

二、复合载体桩施工工艺

在道路路基软基处理施工中引入载体桩，主要是采取柱锤夯击的方法处理载体桩，并结合护筒跟进成孔的施工工艺，在现场作业阶段，施工人员需要科学把握桩长与布设数量，一般情况下，其整体长与所在位置的杂填土厚度保持一致为宜。在构造载体桩桩身时，需要重点把控混凝土的强度等级，一般情况下，其应不低于C25。在地基处理范围内，需以设计桩顶标高为基准，将褥垫层铺设在上面，考虑到地基处理施工特点，最好选用级配适宜的碎石褥垫层，合理把控层厚即可。

在复合载体桩施工的工艺流程方面，现场作业人员需要严格参照规范标准，首先做好施工准备，平整场地，然后测放桩位，调试并就位进场的设备，接下来锤击根管，成孔，并对填充料进行填充与夯实。接下来，组织开展干硬性混凝土的夯填作业，有序组织混凝土的浇灌，将护筒拔出，完成对混凝土的振捣处理。最后，处理破桩头，逐一检测单桩，完成褥垫层部分的施工工作后，全面检测复合地基的承载力及其他性能参数即可。

与传统的柱锤冲扩桩技术相比，复合载体桩施工工艺是一种创新与延展，将其灵活应用到加固处理地基基础的施工环节内，能够有效减少对水泥材料的使用，缩短整体作业工期，进一步强化路基结构的承载力。无论是冲孔环节，还是填料与成桩阶段，均可以达到挤密桩底与桩间土体的作用，使得桩体部分受到的桩端阻力、侧摩等得到有效改善。这样，还可以使得桩间土体的湿陷性特点得以大幅消除，形成的复合地基具备更强的综合承载性能。

三、复合载体桩施工技术在路基加固处理中的应用要点

1.测放桩位

工作人员应按照工程项目施工的设计图纸，合理选定适宜的规划控制点，再对桩位予以放线，组织开展验线监理等检测作业。在正式进行后续施工工作前，工作人员应该再一次复测所要打的桩位，确保与图纸各项要求保持一致的情况下，再进行后续施工。

2.设备进场调试与就位

对于进场的桩机及其他设备设施，应对其运行性能与使用情况予以全面检查，就位移桩机。与设计图纸间进行对比，明确所要打的桩位位置与标准要求一致后，对齐桩位中心与护筒中心，接下来在地表上妥善放置护筒，对其整体状态加以调整，使其保持垂直即可。

3.锤击根管成孔

首先，利用细长锤，借助于低落距下落的技术方法，对地面予以轻夯处理，确保桩位上的护筒得以精准定位，接下来，将细长锤提高，通过夯击成孔，垂直沉入护筒，直至达到设计深度标准即可。在与桩底处的标高相接近时，应对重锤的落距予以合理化控制，确保设计深度位置上护筒得以准确沉入。

4.填充料夯填

在护筒稳步下沉，且达到设计标高后，需要以填料口的高度为基准，将重锤适当提高，然后有序填料，保持重锤做自由落体运动，对填充料予以夯击处理。在全面夯实填充料后，需要停止填料，保持三次连续夯击，并借助于专用的机械设备对三击贯入度予以准确测量即可。以设计标准为基准与测得的贯入度进行对比，若实测值不符合规范要求，则应再次填料，并重复夯击，确保三击贯入度的实测值在标准参数范围内。

5.干硬性混凝土的夯填

从护筒的投料孔，将适宜的干硬性混凝土材料分次投入到孔底部分，然后对其予以夯击处理。在混凝土的浇灌施工环节，工作人员应有序地将混凝土灌入到护筒填料口中，通过持续浇灌，直至达到桩顶处的标高位置即可。通常情况下，考虑到路基加固处理的实际情况，可以适当超出50cm的浇灌高度。在完成浇筑混凝土的施工工作后，需要拔出护筒，且在这一阶段内应严格把控管的拔出速度，保持匀速拔筒。最后，在混凝土的振捣施工阶段，需要遵循快插、慢拔的基本作业原则，将振捣棒插入到深部后，在将其缓慢上拔处理，一般情况下，需控制振捣时间不低于2min。

四、复合载体桩施工质量控制

1.测放桩位环节

在测放复合载体桩的施工阶段，应做好相应的质量控制工作，精准定位白灰点，组织开展对定位桩孔的有序挖掘，做好测量与复核作业，主要目的在于科学控制桩位测放的合理性与准确性。

2.三击贯入度的控制

完成载体施工工作后，要准确衡量并判断载体施工的质量是否符合标准，还需看密实度是否在规范要求允许范围内。在路基加固处理的施工环节内，应有效把控三击贯入度，选用质量、直径大小适宜的落锤，并结合项目作业要求合理把握落距，在此基础上，借助于自由落体，实现对填充料的三次连续锤击。观察与总结以往三击贯入度的测量经验可以发现，与前击相比，每级贯入度应相对较小，或是与之相等，如若在现场测量阶段发现这一数值的变化与此规律不相符，则表明土体在夯击后的密实度较低，与要求标准不相符。对于施工人员而言，需要结合现场作业环境与整个流程步骤，对影响因素予以查明，在再一次夯实后，测量三击贯入度的值，确保达到设计方案的具体要求即可。

3.干硬性混凝土的夯填阶段

在干硬性混凝土的夯填阶段，应控制其锤出护筒底1-2cm，主要目的是防止有水、泥等从护筒的底端进入。在加固处理路基的施工过程中，若涉及少量高流态混凝土的灌注，则需在完成干硬性混凝土的夯填作业后，第一时间内将适量的流态混凝土灌入其中。这一环节内的质量控制主要集中在对混凝土材料质量、性能的把控，为了优化载体桩的施工效果，其应具备良好的和易性，一方面将护筒底端暴露的时间进一步缩短；另一方面结合部位混凝土的质量需达到标准要求。将护筒拔出的施工环节内，由于工作人员难以有效振捣到下部混凝土，因此需合理把握提拔护筒的速度，通常情况下，每分钟不超过1m即可。

对混凝土进行振捣处理时，应充分考量到混凝土结构的特点，浅层混凝土上方不存在较大的上覆压力，因此在对不同层混凝土予以振捣时，需要尽量将振捣棒插入到深部位置处，避免遗漏。组织开展载体桩施工现场作业，工作人员应注意对相邻桩上浮量的控制。以达到终凝状态的相邻桩为基准，若桩身混凝土与之保护平齐，则需控制上浮量在20mm以下。若桩身内是处于流动状态的混凝土，则应控制上浮量不超过50mm即可。完成复合载体桩的施工工作后，工作人员可以采用竖向抗压静载实验，检测单桩的承载性能，通过实验研究可以发现，单桩的竖向抗压极限承载力均在设计单桩的竖向抗压极限承载力标准值之上。在桩顶标高上的适宜位置上，完成级配碎石褥垫层的施工工作后，试验路基的承压能力，结果显示复合地基的承载力符合标准值。