振冲碎石桩加固高速公路路基施工

振冲碎石桩加固高速公路路基施工

蒙晓燕

蒙晓燕（南宁科瑞德土地规划设计咨询有限公司，广西南宁530000）

摘要：高速公路是当前公路运输中的重要组成部分，随着当前社会发展中人们对公路运输速度和运输安全的不断提高，对高速公路质量要求也在不断的提高。随着高速公路修筑方式和修筑工艺的日益完善与提高，各种新型的施工技术手段和措施逐步的应用在高速公路施工中。本文介绍振冲碎石桩加固高速公路填方路基地基的工艺原理、工艺流程，采用当前重型动力触探实验进行其方法的监测，提高公路施工质量。

关键词：振冲碎石桩；高速公路；路基施工检测

1概述

路基是公路的基础，更是公路质量的衡量标准和关键。随着社会发展，公路施工的规模逐步的扩大，施工技术要求和施工手段也在不断的提高和变化。路基是衡量公路质量的标准，是公路施工质量和使用寿命的主要影响因素。在我国公路施工的过程中各种地质成分严重的制约着地基的施工过程。

随着中国经济的发展,高速公路逐步成为影响社会发展的主要因素，更是交通事业发展的主流。高速路作为社会现代文明的产物,对我国的经济发展起着巨大的推动作用，是社会发展中为了满足经济快速、安全稳定进步的前提。随着高速公路的不断发展，其路基施工技术措施也在不断的创新。振冲碎石桩是通过碎石桩挤密法利用碎石桩和砂桩对软土地基进行钻孔和振捣的过程，通过将碎石和砂石挤压入软土中的方式形成大直径的碎石和砂石的构成桩体，从而提高土质的承载抗压性能。

2路基处理原理

碎石桩是利用一个能产生水平向振动的振动器，在施工的过程中通过高水压的作用进行边振动边冲击的施工方式。其主要被应用在各个软土施工之中。在软弱地基中成孔，再在孔内填人经筛选的碎石，通过振动器在上拔的过程中逐步的形成碎石桩体，使得路基能够保持有效良好的抗挤压能力和荷载性能。碎石桩通过振冲“挤密”从而提高地基的土体密实度；选用筛选后的碎石成桩改善土体的排水能力以达到抗震效果；形成的复合地基以及桩与桩间的相互约束适当增大了地基的整体刚度。从而提高地基的承载力，减少地基的沉降和差异沉降量。然而，由于碎石桩的成孔依赖于高压水的冲排，其实质上既采用碎石置换相同体积的土体，只是在振动器振动时才能达到土体挤密作用，而一个振动器一般只有90~100cm长，横向的振动范围并不大，故而碎石桩挤密敬果不强，土体晕载力提高不多，土体密实亦提高不大，因此减少沉降量的能力也大为削弱。碎石与土体的置换率较大，碎石用量大，而产生的泥浆较多。正是由于它置按为主，故它附近建筑物的振动挤压影响较小。

2.1地质构造。地质构造以北东向为主，断裂次之。构造较为复杂，北东向构造比较发育；南北向构造集中分布在西部（系小江断裂带的组成部分）、东北部，其余零星残出现；北西向构造大部分属于南北向构造和北东向主干构造的配套成分。与本段路线关系密切的北东向构造为五星背斜及窝都断裂。

新构造运动频繁而强烈，主要形式表现为大面积的升降、断块差异性升降和断裂活动等3种类型。共同特点是断裂破碎带发育、新构造变动形迹或迹象较多；众多的小型山间盆地、湖泊、新生带地层的断错、明显的断层三角面、成串的（温）泉、频繁的地震活动等。路线穿越小江大断裂东侧的台褶带，是我国强烈地震活动带之一，区域稳定性差。

2.2地震。根据国家质量技术监督局2001年发布的《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001）全线地震动参数划分如下：地震动峰值加速度为0.1~0.2g(对应的地震基本烈度为Ⅶ度）。地震动反应谱周期为0.4~0.45s。

3工程措施

对本路段软土地基，采用振冲碎石桩复合地基加固。

4碎石桩施工

4.1施工技术要点。1）采用江苏产ZCQ3O型振冲器，碎石桩桩径377mm。根据《公路工程抗震设计规范》(JTJOO4-89），结合段内地质剖面资料，碎石桩桩长按10m，间距按d=1.2m，按正三角形满堂布置。碎石桩平面布置大样碎石材料采用粒径为20~100mm未风化的花岗岩碎石，含泥量≤12％。2）密实电流经试桩确定为45~50A，留振时间为10~20s，水压0.4~0.6MPa。

4.2试桩。施工前根据设计单位提供的分区地质资料进行试桩，据此确定各区碎石桩的密实电流、留振时间及水压等施工参数，是处理可液化砂土与软土互层地基的关键。

4.3施工工艺流程。定桩位→桩机就位→沉振冲头至设计深度成孔→提升至孔口→沉振冲头至孔底清孔→回填碎石料并分层振实到地面止→移机至下一个桩位→结束。

4.4施工工艺要求。1）平整场地至设计标高，按桩位设计平面布置图在现场用竹签作标记，桩位偏差不大于土5cm。2）成孔：对准桩位，启动供水泵和振冲器，待振冲器电流稳定后缓慢下沉振冲器成孔，直到符合设计桩长要求，记录振冲器经各深度的电流变化值和时间，提升振冲器至孔口。3）清孔：成孔后，上下串动振冲器1~2遍进行清孔。根据试桩要求减小水压。4）填料及振密制桩：清孔后将振冲器提离孔口。向孔内投入约0.5m碎石，然后下沉振冲器将碎石振密到试桩要求的密实电流；再次将振冲器提升0.3~0.5m投料。下沉振冲器留振振密；如此重复自下而上逐段振密制桩至孔口，并记录各深度的最终电流值和填料量，即完成一根桩施工。

5碎石桩检测

5.1碎石桩检测方法。本次碎石桩质量检测采用重（II）型动力触探试验，对碎石桩成桩质量（密实度、连续性）进行检测，共检测碎石桩226棵。重（II）型动力触探设备规格：63.5kg的自由脱钩落锤，落距76cm，探头直径74mm，圆锥角60。探杆直径42mm。试验时探头必须对准检测孔中心位置，保证探杆垂直不产生侧向晃动，锤击贯入应连续进行，特别须防止锤击偏心，偏心不得超过2%。

5.2碎石桩检测结果。对处于地下水以下的碎石桩段的锤击数按式1进行修正。

N63.5＝1.1N'63.5+1.0(1）

式中：N63.5——经地下水影响校正后的锤击数

N'63.5——未经地下水影响校正而经杆长校正后的锤击数

本段碎石桩的桩身质量按以下标准评价：取重（II）型动力触探试验锤击数5击为临界值，修正后击数大于等于5击的桩段密实度达标；修正后击数小于5击的桩段密实度不达标；对局部欠密实现象容许值规定：修正后击数小于5击的单桩长度不超过1m，累计长度不超过桩长的30%的桩视为合格桩，不满足以上容许值规定的桩即为不合格桩。按以上标准，本段碎石桩共按5%检测的226棵（1480m）全部合格。

6工程效果及评价

6.1工程效果。施工处理后的地基还进行了5次复合地基载荷试验。复合地基承载力分别为200、210、190、240、260kPa，试验结果表明，复合地基承载力达到设计要求。

6.2工程评价。在碎石桩质量的标准评价的选择上，本段碎石桩是根据本场地的地质条件，并参考有关工程及专家对重（II）型动力触探检测碎石桩桩体质量的以下经验和建议。结果表明，该方法确实可行。

7结论

振冲碎石桩加固技术是当前社会发展过程中利用振动技术对软土路基进行处理的主要手段和方法。随着振冲设备方面的不断改进，在桩体施工的过程中各种施工技术手段和施工措施的不断更新和积累，在施工中地基处理有着广阔的利用前景。