振動沉管碎石樁在公路建設中的應用

關鍵詞：公路工程軟基深層處治措施 

　　碎石樁作為一種軟基深層處治技術(shù)，在公路建設中得到廣泛應用，適用于軟弱地基層厚度較大，含水量高、強度又較低的粘土、亞粘土、淤泥、淤泥質(zhì)土地段，利用碎石樁對軟土地基進行深層處治與采用橋梁跨越、鉆孔灌注樁、深層攪拌樁、濕噴樁等技術(shù)相比，具有養(yǎng)護時間短、施工方便、安全穩(wěn)定、對周圍建筑物影響較小、就地取材、無污染、加固費用低、工期較短等優(yōu)點。 

　　安寧至楚雄高速公路，為上海-瑞麗GZ65國道主干線位于云南省境內(nèi)的一段,連接安寧至楚雄兩市，是云南省連接滇西交通運輸?shù)拇髣用}，祿豐聯(lián)絡線連接安寧至楚雄高速公路與祿豐縣城，設計標準為二級公路。 

　　安楚高速公路祿豐聯(lián)絡線K12+440～K12+660段，位于水田地段，主要以淤泥質(zhì)軟土為主，厚度為4～６米，軟弱層土層含水量高、孔隙比大、滲透性差、強度低、變形大、固結(jié)時間長、壓縮性高,并有流變性和很強的不均勻性。若處理不當，公路使用過程中將會發(fā)生持續(xù)性的不均勻下沉或滑動變形，造成路面開裂、下沉，影響公路運營期的行車安全，并引起養(yǎng)護成本上升。設計單位根據(jù)地質(zhì)詳勘資料并經(jīng)計算論證，確定采用振動沉管碎石樁結(jié)合墊層、格柵的綜合處治方案進行深層處治。 

　　一、處治方案 

　　6～10振動沉管碎石樁+60cm厚碎石排水墊層+30厚碎石土過渡層+第一層土工格柵+50cm厚路基填土+第二層土工格柵+路基填土。碎石樁成樁樁徑為40cm，按正三角形布置，樁間距1.20m。 

　　二、加固原理 

　　在振動樁機的振動作用下，把沉管打入設計深度，投入碎石，邊提升沉管邊振動、反插，將碎石振動擠密成樁，樁和樁間土形成復合地基，主要由以下作用提高了軟弱地基的承載力： 

　　1、擠密、振密作用：在成樁過程中，沉管對周圍土體產(chǎn)生很大的橫向擠壓力和多向激振力，沉管所占用的土體擠向周圍的土層中，使沉管周圍的土層孔隙減小，密實度增大。 

　　2、排水固結(jié)作用：樁孔內(nèi)所填充的透水性良好的粗粒料（碎石、卵石、礫石）在軟弱地基中形成人工豎向排水通道，解決了土層滲透性差的難題，軟弱地基內(nèi)的孔隙水在填土壓力的作用下能夠較快完成排水固結(jié)過程。 

　　3、置換及復合作用：成樁后，碎石樁與樁間土體組成復合地基，對于穿過軟土層的碎石樁，樁端直接作用于下部堅硬土層，將部分上層荷載直接向下傳遞。 

　　三、施工工藝 

　　1.清表：清除表層耕植土。 

　　2.鋪設30cm碎石墊層。 

　　3.設備進場安裝。 

　　4試樁：在處治區(qū)域內(nèi)選擇一塊相對平整并有代表性的場地進行試樁，在放樣點準確安放C25預制混凝土樁頭，樁機就位后按照每拔管1.0m、1.50m、2.0m對應反插深度0.5m、0.5m、1.0m三組數(shù)據(jù)的打設方式，每組數(shù)據(jù)打設三根試樁，在試樁過程中，對每根樁的碎石加入量、拔管時間及留振時間進行記錄。試樁打設完成后，檢測其密實度、有無斷樁、頸縮樁等缺陷。對試驗及檢測結(jié)果進行整理分析，確定滿足規(guī)范及設計的參數(shù)指導施工。 

　　5.按照樁放樣定位 樁機就位 振動沉管 上料 拔管并反插 成樁 移動樁機進行下一樁的放工，如此循環(huán)，直至完成全部碎石樁的施工，通過檢驗合格后，施工下道工序。 

　　四、施工控制要點及注意事項 

　　1.在沉管上每隔50cm用醒目的油漆標出尺寸線，據(jù)此保證設計樁長、每次拔管長度、反插深度等控制參數(shù)。 

　　2.保證原材料質(zhì)量，應選用未風化的機軋碎石、礫石、卵石，粒徑控制在19mm～63mm，含泥量不大于10%。 

　　3.在碎石樁長可以貫穿軟弱層的地段，選用帶有預制混凝土樁尖的碎石樁機，有利于提高復合地基的承載力；軟弱層厚度較深，碎石樁未貫穿的淤泥質(zhì)土、粘土、粉性土等軟弱土層，宜選用沉管下端帶有活瓣的碎石樁機，以降低成本。 

　　4.成孔過程中，應隨時檢查沉管的豎直度，不得大于1.5%。 

　　5.嚴格按試樁結(jié)果控制電流、水壓、留振時間；并分次加入碎石；注意樁頭段的處理。 

　　6.成樁過程中如遇有暗河、空洞等情況時，應停止施工，查明情況并制定有效措施后方可繼續(xù)施工。 

　　7.加強成樁后的檢測，通過重型動力觸探試驗、靜荷載試驗等方法檢測單樁承載力、地基承載力。 

　　8.沉管碎石樁施工現(xiàn)場，臨時用電線路多，地面潮濕，易發(fā)生漏電現(xiàn)象；樁機的振動，易發(fā)生高處墜物及物體打擊等傷害，因此應加強現(xiàn)場的安全管理工作。 

　　五、處治效果 

　　振動沉管碎石樁完成后，復合地基的檢測承載力大于180KPa,單樁承載力及密實度均符合設計及規(guī)范要求，經(jīng)二年的試通車，竣工驗收時，該段路基各項檢測指標滿足要求，處治效果良好。