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【摘 要】当前,随着社会主义经济的复苏,公路桥梁建设事业不断变化,本文以某高速公路13合同段为例,主要从碎石桩成桩机理入手,分别从铺设碎石桩地段的工程,碎石桩成桩机理、施工方法、原材料质量、碎石桩机选择、施工中注意事项几个方面,阐述了公路工程碎石桩施工处治质量控制.
【关 键 词】公路工程；成桩机理；碎石桩机；施工工艺
引言
碎石桩是用一种振动、冲击及水冲等方式应用在软弱地基中成孔后,使碎石挤压入土孔中,转变成由碎石所构成的密实桩体,在《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）中称之为粒料桩.振动挤密碎石桩在成桩过程中桩管对周围粉砂层产生很大的横向挤压力,使桩周围的土粒重新排列密实,孔隙比减小,密实度增大.桩孔内填充碎石,在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水通道,使桩间土产生的水迅速地由碎石桩体排出,土中孔隙水压力亦随之减小,难以聚集提高,从而消除或减小液化的可能性.
1.工程概况
本合同段起点位于某山庄K134+100处,终点桩号K146+000,主线全长11.83322km,设计为振动沉管碎石桩,共6处,桩径为φ37.7cm,每根桩长6～8m,累计为137365.4m,由于地质原因,实际施做57555m.由于公路为带状,尤其山岭重丘区,地质情况复杂,在勘察设计时,很难完全调查清楚,如若现场实际水文地质与原设计差异很大,但还按原设计施工,势必影响公路质量.因此,碎石桩施做前,对碎石桩设计范围内路基的地质、水文情况进行详细调查、取样,特别是取路基原地基土样,按照土工试验规程做试验,确定地基土各种技术指标.
2.碎石桩成桩机理
振动沉管在振动打入过程中对周围土层进行侧目挤密,管内填料振动拔升时,管内碎石在重力作用下落在地基土中形成碎石桩身,通过反插使得碎石桩体直径扩大并达到桩体密实,按一定间距重复施打,又使桩与桩之间的土层密实度得到增加,同时打设的每根碎石挤密桩体,形成一个个良好的竖日排水通道.地基处理后表层通常设置0.5m厚的砂褥层,处理后土体中的水渗出进入竖日排水通道,再进入砂褥屡中水平方向排出,有利于砂土、粉土地基中超孔隙水压力的消散,有效地增强土体的抗渡化能力,固结过程中,桩体本身及桩间土层承载能力得到提高,碎石挤密桩增强体与砂土、粉土地基等共同承担荷载作用形成碎石挤密桩复合地基.
3.施工方法
3.1施工工艺
平整场地→碎石土垫层→测量放线→确定桩位→机具就位→振动成孔→填料→留振反扦→碎石桩形成→机具移位.碎石桩采用振动沉管法施工,施工方法采用跳打形成,在沙质土地基中：由外缘或两侧向中间进行,且隔行施打,相邻两根桩采用跳跃间打；在淤泥质软弱土地基中,宜从中间向外围逐行或隔行施打.
3.2施工要点
3.2.1平整场地：
碎石桩施工方面论文范例
3.2.2机具就位：机具进场后,对整个振动设备进行检查,将桩管对准预制砼桩头和桩位.随时在施工中进行检测校正,保证整个桩基的垂直度.
3.2.3成孔：成孔的速度不宜太快,应保持振动锤呈悬垂状态.
3.2.4填料与挤密：填料宜采用“少吃多餐”,每次倒入孔内的填料数量≤0.8～1.0m,待振动器振密后再继续填料,设计要求每根桩的碎石填料充盈系数为1.2.振动法施工应严格控制拔管高度、拔管速度、压管的次数和时间、填料量、密实电流,保证桩体的连续性、均匀性、密实性.
4.原材料
用于碎石桩处治软基用的的碎石料应选用未风化的干净砾石或轧制碎石,粒径最大不超过5cm,最小不低于2cm,含泥量不得大于10%.在确定使用前取样按相应《试验规程》要求进行试验检测,将经试验检验合格的原材料进场,已进场原材料仍需按《技术规范》所要求频率进行抽检试验,对于已进场检验不合格的原材料必须立刻运出现场,从进场原材料质量上确保碎石桩施工处治软基质量.
5.碎石桩机选择
选用带用桩尖的振动沉管碎石桩机,常用的桩尖工艺有活瓣和混凝土桩头（由于成本高很少使用）,活瓣桩尖是将钢板制作的三片或四片瓣叶焊接在管底,下沉时,瓣叶闭合形成锥形桩尖入土,沉入设计桩底后拔管,借助管内充填料自重将瓣叶打开,充填料逐渐由下向上填入桩孔成桩.
6.施工中注意事项
6.1防止漏桩、挤桩.碎石桩施工前应根据设计图纸,将碎石桩边界桩实地放出,校核碎石桩设计平面布置与实际是否相符,然后按实际平面画出碎石桩平面布置图,在平面图上布桩,按顺序进行编号,并在实地放出,用石灰做好记号,防止漏桩,从而确保碎石桩施工处治软基质量.
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6.2碎石桩施工前,根据不同地质,分别制试验桩,为下一步大面积施工提供参考数据.
6.3施工中注意桩的倾斜度、密实度,倾斜度不得大于5%,密实度连续5击下沉量不得小于5cm.桩机就位,校正桩机竖直度,对准桩位下放桩管,在锤头振动加压作用下冲击地基土,把沉管打入规定的设计深度,每次投入约能成1.0～1.5m深度的碎石,留振10～15秒后匀速拔管投料,同时振密,渐投渐拔,根据地层情况,控制拔管速度,一般以每分钟提升1.5m为宜,在拔管提升过程中,还应经常用锤敲击检查或用耳听等方法判定管内的碎石面的高度,以控制拔管速度及反插次数,达到投入量准确的目的.填料要分批加入,不宜一次加料过量,原则上要“少吃多餐”,保证试桩标定的装料量,一般制作最深桩体时填料偏多,每一深度的桩体在未达到规定的密实电流时应继续加料,继续振实,严格防止“断桩”和“颈缩桩”的发生.当填料不足时采取增加留振时间、反插、控制拔管速度等措施,成桩后还可根据密实度、充盈系数要求进行反插、扩桩.碎石桩密实度判别标准：连续5击下沉量,小于5cm为密实,6～9cm为不够密实,10～13cm为不密实,大于13cm为松散.每根碎石桩施工完后还应认真做好施工记录,做到准确、详实.
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6.4振动沉管在沉管前须将管底用特制的桩尖将管底口封住,以防止泥土进入桩管形不成管内投料施工.
6.5控制碎石桩施工长度不小于设计桩长度.沉管深度不小于设计桩长度通过管内投料量来保证,投料量一般是以送料车数来粗略计算的.因地层变化,在设计桩长范围内可能不是均匀投料,因此每桩投料次数、集振反插次数等都应严格按照不同地层试验桩取得的经验数据进行.为了保证桩体密实,桩顶振密应严格按经验数据进行,不降低要求,填料量不得少于设计值的95%.如在施工中发现土质与勘测、设计资料不符,影响成孔或遇地基中有暗河、空洞、古井、廊道以及地下保障等情况时,应停止施工,待查明情况、采取有效措施后方可继续施工.
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6.6加强碎石桩成型后检测,每段碎石桩成型后,进行加固效果检验,即复核地基验槽、周边土层取样试验、N63.5动探试验,经过这几种方法进行试验后,若碎石桩达到设计桩承载力,则满足设计要求,否则不合格,需进一步处理.
参考文献：
[1]交通部第一公路工程总公司.公路软土地基路堤设计与施工技术规范.北京：人民交通出版社,1997.
[2]公路规划勘察设计院.两阶段施工图设计.2002.
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