挤密碎石桩在高速公路施工中的应用

挤密碎石桩在高速公路施工中的应用

韩荣金

韩荣金（南京交通工程有限公司）

摘要：探讨碎石桩的施工工艺，研究碎石桩的施工方案，进行碎石桩试验段施工，并检测碎石桩质量，指导工程施工。

关键词:挤密碎石桩高速公路软基处理应用

0引言

随着我国经济飞速发展，高速公路的建设也日新月异，公路工程在国家基础设施建设中的地位越来越重要，对带动经济发展，满足交通运输的增长，增强城市之间的经济、文化交流起着极其重要的作用。在高速公路的设计和施工过程中，常常会遇到各种各样的软土地基，而软土地基处理的好和差直接影响到高速公路的质量，是高速公路质量控制的一个关键。软土地基常常采用挤密碎石桩，水泥深层搅拌桩，塑料排水板，砂砾垫层，铺设土工合成材料，堆载预压等方法进行处理。挤密碎石桩对砂性、和粉砂土以及可液化土等软土地基有良好的加固作用，通过对软土地基的挤密、置换、竖向排水，加快地基土固结，形成稳定的复合地基，大大增强地基的承载能力，减少软土地段路基的工后沉降等特点，并且具有施工设备投入少，材料易于购买，施工工艺成熟可靠，进度快等优点，广泛在高速公路软基的设计和施工中被采用。碎石桩施工方法有干法（震动沉管）施工和湿法（水振冲）施工，本文主要阐述干法施工的工艺，并结合通启高速公路TQ-02标段挤密碎石桩的施工方案和工艺，以供读者参考。

1工程简介

通启高速公路工程TQ-02标段由南京市交通工程有限公司承建，西起通州市平潮镇，东至通州市兴仁镇，全线总长15.34公里（K122+100～K137+440），软地基处理路段3880米，各种处理方法总计达89万延米，其中碎石桩30万延米，主要分布在桥头和填塘路段，试验段在通扬运河大桥桥头，长度15米，碎石桩长8米，桩径0.5米，桩距1.3米。

2施工方案

施工方案采用两种施工工艺进行首件工程的施工，通过对碎石桩检测结果的对比，得出最佳施工方案。

2.1第一种施工方案：桩管振动下沉至设计深度，略提升桩管，打开沉管底部活页瓣，留振60秒，提升桩管，在提升过程中每提升1米，反插两次，留振60秒。用此方案施工成桩20根，平均每延米碎石用量0.28方，多于理论用量，充盈系数1.426，高于规范中的充盈系数。但在施工过程中发现，在打已施工完成的碎石桩相邻的桩时，电流表的读数明显增大，桩管下沉困难。

2.2第二种施工方案：桩管振动下沉至设计深度，略提升桩管，打开沉管底部活页瓣，留振60秒，提升桩管，在提升过程中不留振，每提升1米，反插两次。用此方案施工成桩20根，平均每延米碎石用量0.228方，多于理论用量，充盈系数1.16，高于规范中的充盈系数。施工过程进展顺利，电流稳定。后经检测各项指标达到设计要求，最终决定后续施工采用此方案。

3碎石桩施工工艺

3.1施工准备

3.1.1场地准备清理平整场地至碎石桩施工高程，清除施工区域内地上、地下及空中的一切障碍物（包含石块、树根、垃圾及杆线等），低洼或水塘地段应先排水清淤后再回填粘性土（不得回填杂土）至施工高程处，整平后压实。

3.1.2测量放样测量地面整平后的标高，绘制桩位点状网格图。根据设计要求，组织技术人员测量放样，测量地面整平后的标高，并绘制桩位点状网格图，报监理审核。依据审批后的桩位图及路线中桩、控制布设桩位，桩间距1.3m，平均桩长8m，桩径0.5m，采用梅花型布置，布桩时现场用钢卷尺定出每一根桩的桩位，用不易损坏的竹签插入土层标定位置（桩位误差不得超过5cm，桩间误差不得超过10cm）。在钻孔灌注桩两侧布设桩位时，预留钻孔灌注桩施工位置，预留净距应不小于140cm（实际布桩时应保证碎石桩桩位距钻孔桩桩位的距离R≥R钻孔桩+R碎石桩+50cm），以确保将来不影响钻孔桩的施工。

3.1.3械设备进场、安装调试碎石桩采用DZ-60型碎石桩机，配套发电机功率为120KW，小推车6个。每台桩机配备性能良好的能显示沉管钻进时电流变化的电流表，且必须经过检验钻机能正常运转。

3.1.4材料进场施工材料选用粒径20～50mm规格碎石，含泥量不大于10%，并经检验合格。

3.1.5桩机就位，校正桩架垂直度误差<1.5%；丈量沉管长度，使之满足设计要求并保证3m左右的预留长度，在桩位处铺设少量碎石，开始打桩。施工时从四周边向中心打桩，相邻两根桩必须跳跃间打，用大于60吨振动锤边振动边下沉至设计深度。稍稍提升桩管使桩尖活瓣打开，停止震动，立即往桩管内装入碎石，直至灌满为止。启动拔管，拔管前留振1分钟，以后边振动边拔管，拔管速度需均匀，每拔管1m反插2次。根据单桩设计碎石用量确定第一次投料的成桩长度，当拔出桩管二分之一长度进行空中加料直至达到设计用量。启动拔管，边振动边上拔，每拔管1m反插2次，直至管内碎石全部投出。提升桩管高出地面，停止振动。启动反插，并及时补料，孔口加压至桩机前架抬起，完成一根桩施工，并做好施工记录。桩机移位，进行下一根桩施工。

3.1.6施工中质量控制要点①碎石灌入量不小于设计计算用量。②桩管提升和反插速度必须均匀。③施工过程中及时挖除桩管带出的泥土，孔口泥土不得掉入孔中。④施工过程中必须连续记录：打桩时间，沉桩深度，每次碎石入管量，反插次数，桩位偏差等。⑤施工过程中如发现土层有较大变化，投料量或沉桩速度异常，等情况应立即停工，并报告监理，并研究问题原因及处理方案。⑥施工完毕，整平场地，铺砂砾垫层，测量标高，进行沉降观测。⑦成桩后进行质量检测，确保碎石桩的施工质量符合设计要求。

4检测结果和结论

在施工结束成桩后对两种方案施工的碎石桩进行检测

由以上检测数据可得两种施工方案施工的碎石桩质量均满足设计要求，第二种施工方案的桩长、桩径、和密实程度更均匀，通过单桩和复合地基承载力试验，各项指标均能满足设计和规范要求，施工方法更加快捷方便，最终采用第二种施工方案。

5结语

碎石桩的工艺现在虽然已经比较成熟，但在施工过程中还需要严格控制各个关键工序，确保碎石桩以及复合地基的工程质量，保证路基的施工质量，减少地基沉降和桥头跳车，从而提高高速公路的施工质量。