振動擠密砂樁施工技術在公路軟基處理中的應用

崔樹峰

（中建路橋集團有限公司，河北 石家莊 050000）

一、引言

軟基是公路建設中最常見的路基形式，但其含水量多、滲透性差、承載力不足，因此在施工時應采取適當?shù)奶幚泶胧?。軟基問題包含地基土穩(wěn)定和變形兩方面，解決這兩種問題的關鍵是根據(jù)軟基本身性質特點，選擇經(jīng)濟合理的加固方式。公路軟基常用的處理方式包括換填法、排水固結法、強夯法及振動擠密樁法等。雖然處理方式多種多樣，但是在實際運用過程中需要根據(jù)工程具體特點選擇合適的處理方式，使其在處理過程中發(fā)揮應有的作用。本文采用振動擠密砂樁法處理某軟基工程，并詳述施工過程，以期為后續(xù)類似工程提供有效參考借鑒。

二、軟基特點

軟基的主要特點主要包含以下幾方面：由于軟基主要由泥炭等有機物組成，因此其抗剪強度都較低。軟基中含有大量水分和腐殖質等物質，導致其本身很難保持穩(wěn)定狀態(tài)。軟基是由絮凝狀物質沉積而來，不受外部荷載作用時，尚可處于穩(wěn)定狀態(tài)，但一旦受到外界力的作用，便會打破自身穩(wěn)定性，迅速破壞軟基內部結構，變成稀釋狀態(tài)。軟基在垂直層面上透水率低，不利于排水固結，由于軟基中含有大量細砂成分，極易導致其上部建筑物出現(xiàn)不均勻沉降。當軟基長期持續(xù)受到外部荷載作用時，會發(fā)生明顯的變形，且變形量隨時間逐漸增大，最后導致整體邊坡土體發(fā)生坍塌，非常不利于公路和邊坡的長期穩(wěn)定。

三、工程實踐

（一）工程概況

某公路工程全長28.6km，經(jīng)地質勘察發(fā)現(xiàn)該路段表層主要為淤泥質土，下層主要為細砂層和軟石層，其中部分還摻有淤泥質土。通過探測淺層地下水，發(fā)現(xiàn)地下水為上部土層中的孔隙水，主要來源于淺層地表水和大氣降水。綜上所述，該公路所處區(qū)域承載力低，含水量較大，若直接在上面修筑公路結構會增加路基的不穩(wěn)定性，因此需要采用合適的技術處理淤泥質土層，即最終選擇振動擠密砂樁施工技術處理軟基。

（二）施工工藝流程

為了確保對軟基的處理效果，需要詳細分析振動擠密砂樁法施工流程，確保每道施工步驟都符合規(guī)范要求，以提升路基施工質量。

1.施工準備階段

為保證整個施工流程順利推進，在正式施工前需要培訓相關技術人員，掌握整個振動擠密砂樁法施工關鍵步驟。此外，還需要做好施工機械的調試工作，避免在使用過程中出現(xiàn)故障，進而影響施工進度。根據(jù)軟基處理寬度確定路中線位置并實地放樣，使用全站儀、水準儀等測量設備和石灰粉放樣標記出軟基處理范圍，確定路基兩側控制樁位置，并依據(jù)樁位確定砂樁的位置。樁管下沉前，需要使用油漆標注出沉管深度，以便后期確定砂樁下沉的具體深度。待樁機達到指定位置后檢查安裝平穩(wěn)，使樁管處于豎直狀態(tài)，依靠全站儀調整水平和豎直方向，確保樁身完全豎直，避免出現(xiàn)偏差。

2.砂樁布置

振動擠密樁的位置采用等邊三角形布設，每個樁間隔1.2m左右，樁身直徑為50cm，并確保樁管進入下層深度不低于50cm。振動擠密樁整個樁身長度約為14m左右，其中設置褥墊層50cm，對于路基填筑高度大于4m的地方，需要在上部設置兩層復合的土工織布。

3.樁身檢查

待振動擠密樁成型30天后，嚴格按照規(guī)范要求使用靜力探測器檢測密實度和樁身長度指標，并比對分析獲取的數(shù)據(jù)，綜合各因素判斷樁身施工是否合格。全部指標合格后，開始砂墊層施工。

4.堆載和卸載

堆載通常選擇路基填筑材料完成預壓。路基填筑過程中需要保證填筑材料的均勻和密實，確保路基壓實度指標滿足要求。碾壓施工完成后，繼續(xù)監(jiān)測路基壓實度和沉降量，施工剛結束時的路基沉降量應小于10cm，兩個月后的路基累計沉降量應不大于5mm。這些指標滿足要求后，方可堆載填筑料鋪筑路面。

5.施工現(xiàn)場監(jiān)測

為及時了解路基沉降量變化，在堆載和卸載完成后，應及時監(jiān)測現(xiàn)場，以進一步提高軟基處理效果?，F(xiàn)場監(jiān)測主要包含沉降監(jiān)測、分層沉降監(jiān)測及側向位移監(jiān)測等內容。監(jiān)理單位組織相應的技術人員進入現(xiàn)場，按照圖紙要求完成有效的監(jiān)測和記錄。將監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)匯總上傳，做出基于軟基處理效果的評估分析，同時也為后續(xù)堆載和卸載過程提供參考。

四、軟基加固效果

（一）加固過程中出現(xiàn)的問題

由于現(xiàn)場技術人員操作問題和外界環(huán)境因素影響，導致軟基加固過程中會出現(xiàn)各種各樣的質量問題，具體包括以下幾方面：

1.樁身傾斜

在沉樁前未使用或使用全站儀監(jiān)測垂直和水平方向的樁身時出現(xiàn)誤差，造成樁身傾斜度過大，最終導致振動擠密樁下沉后出現(xiàn)大幅傾斜，同時也會影響到附近其他樁身。

2.斷樁

在振動擠密樁成型和下沉過程中，斷樁是最為常見的一種問題，其原因可能是由塌孔或沉管活頁打開不及時造成。

3.堵管

出現(xiàn)堵管問題的原因是在活頁施工中未能及時打開，導致擠密樁下料困難，同時還有可能是裝載機將含有泥團的砂料帶到管內，砂料本身含水量大等，綜合作用下使得管身內部的砂料不能及時下降至底部，造成堵管現(xiàn)象。

（二）加固效果分析

1.沉降滿足要求

施工結束后，應及時按照相關規(guī)范要求監(jiān)測路基沉降及水平位移，詳細分析獲取的數(shù)據(jù)，當發(fā)現(xiàn)經(jīng)振動擠密砂樁處理后的軟基位移量小、且沉降量也滿足要求時，表明其處置效果良好，振動擠密砂樁可以對軟基起到良好的控制作用。

2.提高路基強度和穩(wěn)定性

基于對軟基的處理和施工質量控制，發(fā)現(xiàn)振動擠密砂樁可以減小路基下沉概率，同時還可以極大提升路基承載能力和穩(wěn)定性，延長公路使用壽命，減小養(yǎng)護維修成本。

3.具有良好的社會經(jīng)濟效益

相較于其他軟基施工處置方式，振動擠密砂樁施工流程簡單，施工成本低，且不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生污染破壞，最重要的是可以顯著提高軟基的強度和穩(wěn)定性，具有良好的社會經(jīng)濟效益，便于后期進行推廣應用。

（三）工程沉降檢測

檢測路基施工質量是否符合標準的最簡單的方式就是每隔一段時間對路基沉降量進行分析，本工程通過事先埋置在路基內部的沉降板對路基進行長達9個月的沉降監(jiān)測。由數(shù)據(jù)得出，當路基全部施工結束時，沉降速度已經(jīng)趨于穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)9個月后繼續(xù)對路基沉降量進行計算，發(fā)現(xiàn)月平均沉降值均穩(wěn)定在0.2mm以內，總的沉降量也沒有超過30mm，表明采用振動擠密砂樁法可以有效減少軟基沉降量。

五、結語

軟基的處理過程十分復雜，不僅要根據(jù)工程實際特點選擇合適的處理技術，同時還要在施工中注意每個流程操作是否符合規(guī)范標準，否則施工后不僅未能有效改善軟基的缺陷，還浪費了人力、物力和財力。本文通過工程實際，采用振動擠密砂樁法對軟基進行處理，發(fā)現(xiàn)處置效果良好，且工后沉降值均穩(wěn)定在一定范圍內。施工過程中，需要及時檢查樁身質量，避免出現(xiàn)堵管、斷樁、樁身傾斜等問題發(fā)生，確保每道工序質量都合格。