焦建斌

（山西路橋第七工程有限公司，山西 晉城 048000）

一、工程概況

Z高速公路K14+500～K14+941段路基位于軟土地基上，根據(jù)地勘資料，該軟土地層主要為海陸交互沉積層，軟塑狀黏性土厚度約0.5～3.4m，物理力學性能不良，承載力較低，且軟土層天然含水量為19.8～47.5%，與液限十分接近，固結(jié)性能差、強度低。眾所周知，振沖碎石樁施工技術(shù)是處理軟土地基的有效方法，因此本工程決定采用該技術(shù)加固路基，具體施工工藝流程如圖1所示。

圖1.振沖碎石樁施工工藝流程

二、振沖碎石樁施工工藝

（一）施工設(shè)備及材料

根據(jù)本工程地質(zhì)條件，在公路軟基振沖碎石樁施工過程中，可能存在導桿抱卡現(xiàn)象，故而采用BJ-KW-75型振沖器及起吊設(shè)備和其他輔助設(shè)備，具體情況如表1所示。

表1.振沖碎石樁施工設(shè)備

振沖碎石樁樁體填料應(yīng)當就地取材，碎石、卵礫石、礦渣和碎磚等均可，但是不得使用風化材料，且填料含泥量不能超過填料總量的10%，粒徑應(yīng)控制在25～50mm范圍內(nèi)（粒徑過大會導致振沖過程中卡孔，粒徑過小則無法充分發(fā)揮振沖擠密作用）。

（二）制樁試驗

根據(jù)本工程實際情況及地質(zhì)條件，決定在K14+500處開展生產(chǎn)性制樁試驗，施工參數(shù)如下：振沖碎石樁設(shè)計樁長5～10m，樁徑1m，并按照3m×3m的方形和2.5m×2.5m的正三角形形式布樁。根據(jù)試驗結(jié)果，振沖器加密電流應(yīng)不小于70A，留振時間應(yīng)控制在5s，造孔水壓和加密水壓分別為0.2～0.4MPa和0.1～0.2MPa，在振沖鉆孔施工過程中，如遇水文地質(zhì)條件發(fā)生較大變化，必須重新調(diào)整施工參數(shù)。

（三）造孔和清孔

按照設(shè)計控制點位坐標控制軸線及樁位測量放樣，并將測放點與設(shè)計值之間的誤差控制在5cm以內(nèi)，還應(yīng)結(jié)合設(shè)計要求和工程實際，開挖縱橫向排污溝與泵坑，加強排污。

將振沖器與中心點對齊即可開啟振沖器，待電壓、水壓及電流等參數(shù)符合施工要求后，通過塔架吊具將振沖器緩慢勻速放下，并使其按照2m/min的速度貫入土體。在沖孔施工過程中，如果實際電流超出額定電流，則應(yīng)減速并暫停下沉振沖器，等電流值降至額定水平后再恢復造孔。

待造孔至設(shè)計深度，緩慢勻速上提振沖器，使振沖器升至孔口后再次沉放，以清理出孔內(nèi)的泥土，確保填料過程順利進行。如遇孔口返水且返水內(nèi)含泥量遠超設(shè)計值，則泥漿必定會造成孔口淤塞，應(yīng)進行二次清孔，直至樁徑符合設(shè)計孔徑要求，且孔口返漿含泥量明顯降低，孔口無泥漿淤塞為止。

（四）填料和振密成樁

本工程以含泥量在10%以內(nèi)的硬質(zhì)難風化的天然級配石料為主要填料，粒徑在50～80mm范圍內(nèi)，在連續(xù)填料的過程中，將振沖器停置于距離孔底30～50cm及以上位置，并向沖孔內(nèi)持續(xù)回填填料，回填一段時間后，提升振沖器，并保證碎石填料在制樁過程中均處于滿孔狀態(tài)。在填料過程中，若密實電流無法達到振密電流設(shè)計值，則應(yīng)在繼續(xù)填料時，通過提拉振沖器加快填料速度，避免出現(xiàn)填料不足及串樁等施工質(zhì)量問題。

借助振沖器水平振動力將孔內(nèi)填料持續(xù)擠向側(cè)壁土層，直至填料達到設(shè)計密實度，同時，電流值、留振時間和填料量也必須滿足設(shè)計要求。填料量、留振時間和密實電流互相制約，因此必須嚴格按照設(shè)計要求填料，確保密實電流的準確性。振沖碎石樁振密成樁屬于地下隱蔽工程，人為因素、環(huán)境因素等均會影響施工質(zhì)量，在振密成樁過程中，必須加強各個環(huán)節(jié)的監(jiān)督與控制。

（五）泥漿排放

在振沖碎石樁施工場地內(nèi)，增設(shè)臨時性集漿坑用于泥漿收集，本工程振沖碎石樁施工現(xiàn)場的泥漿收集系統(tǒng)主要由集漿坑、排漿池、排漿溝、排污泵等構(gòu)成，其中，集漿坑的布設(shè)主要考慮了施工區(qū)域及泥漿處理工效等因素，待集漿坑確定后，再從集漿池開挖數(shù)條主排漿溝，共同構(gòu)成排漿系統(tǒng)。

三、施工效果檢測

本工程振沖碎石樁施工結(jié)束后，通過重型動力初探跟蹤試驗進行樁體密實度檢驗，采用標準貫入試驗進行樁間土物理力學性能檢驗，并根據(jù)檢驗結(jié)果進行樁間土性能評價。檢測結(jié)果表明，施工完成后，軟土地基的承載力符合不小于150kPa的要求。

（一）重型動力觸探試驗

共進行了90根碎石樁樁體重型動力觸探試驗，合格率為96.3%，且通過對合格樁體重型動力觸探試驗柱狀圖的分析發(fā)現(xiàn)，樁體錘擊數(shù)的均勻性較好，表明施工過程中碎石樁的施工質(zhì)量得到了較好控制，且不合格的樁體大多位于深度3.5m以下段，不合格樁體錘擊數(shù)僅為5～5.4擊，比8擊的設(shè)計標準值低，引起這一問題的原因主要在于地質(zhì)條件的特殊性，該區(qū)域主要為富含腐殖物和有機質(zhì)黏土的灰褐色軟塑地層，且在振沖碎石樁施工過程中地下水位較高，在上述原因綜合作用下，導致有機質(zhì)黏土喪失對碎石樁的約束力，使碎石樁樁體上層密實度降低。

（二）樁間土標準貫入試驗

振沖碎石樁標準貫入試驗結(jié)果表明，施工后，各地層巖性均發(fā)生改變，且由上至下標準貫擊數(shù)量逐漸遞增。由于上層有機質(zhì)黏土中的碎石塊較多，導致振沖碎石樁樁體內(nèi)不受約束的碎石量增大，在振沖施工過程中，會在高壓水的作用下嵌入軟塑狀黏土中，并與有機質(zhì)黏土充分固結(jié)后增加樁間土標準貫入擊數(shù)，這就是試驗結(jié)果顯示的樁體密實度不合格的樁間土標準貫入擊數(shù)卻達到20～38擊的主要原因。碎石樁振沖施工后，導致壩基施工區(qū)域內(nèi)地層層位上相增加，且在樁間土受到擠壓及地下水壓力升高的情況下，地基土應(yīng)力隨之改變，不同土層力學性能也有不同程度的變化。

四、結(jié)語

試驗結(jié)果表明，振沖碎石樁施工技術(shù)具有施工周期短、工藝簡單、施工質(zhì)量易控制等優(yōu)勢，適用于軟土地基的加固，且施工完成后，軟土地基的承載力能夠大幅提升，沉降也可得到有效控制。