碎石桩施工技术措施及质量控制在贵州余凯高速公路中的应用
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摘要：碎石桩施工技术指的是在综合砂石桩和高压注浆这两项技术基础成熟发展的一种新的地基处理技术。具有诸多优势，本文分析了其在贵州余凯高速公路之中的具体应用。
关键词：碎石桩；质量；应用
中图分类号：O213文献标识码： A
一、工程概况
余凯高速公路工程YK80+100～YK80+325路段，原主要是稻田软基地段，本段软土厚度约1―5m,主要成分为塑状亚粘土，结构稍密，土体受水的长期浸泡，含水量高，承载力低，软土位于低洼区，松散，欠固结，路基填方通过易产生沉降及路堤边坡失衡，采用振动沉管碎石桩处理法进行软土地基处理。
沉管碎石桩直径45cm，平均桩长在4m，桩中心间距：1.2m，均按等边三角形梅花布置。制桩材料选用碎石,粒径为20mm～50mm，含泥量不应大于5％。
二、施工工艺
1、碎石桩复合地基施工工序
平整软基工作面（回填80厘米均匀，强度稍高的粘性土预压）桩位放样桩机就位碎石桩施工碎石桩检测与验收铺设钢塑土工格栅铺设50cm碎石垫层复合地基强度检测与验收路基填土。
2、每孔点碎石桩施工程序
吊机进场振孔器就位振动挤土成孔提起振孔器倒入碎石振捣制桩至孔口移位至下一点。
三、施工程序控制
振动法施工时，应根据试桩成果，控制填碎石量、提升高度和速度、挤压次数、水压和时间以及电机的工作流量等，以保证挤密均匀和桩身施工的连续性，碎石挤密桩应从路基中线向填方边缘两侧进行，碎石挤密桩身应连续、不断桩、不缩颈和垂直，垂直度偏差不大于L/100，且不大于1.5。施工完毕后，将桩顶以上松土清除干净，碾压密实后再进行碎石垫层施工。
四、施工技术措施
（1）轴线放样
根据设计图纸，由专业测量人员测放出拟建物轴线及控制点，并加以妥善保护，以便打桩时引测、控制、复核桩位。
（2）测放桩位
复核场地轴线及控制点无误后，采用经纬仪和钢卷尺，由专业测量人员测放桩位，并作好标记，埋设桩尖，要求放样误差≤2cm。施工过程中，要尤其注意防止破坏标识引起桩位不准，并随时复核，对因挤土作用引起的桩位偏差，及时调整。
（3）施工顺序
施工顺序一般可采用“由里向外”或“一边向另一边”的顺序进行。在地基强度较低的软粘土地基中施工时，考虑到减少对地基土的扰动影响，可采用“间隔跳打”的方法。对于群桩基础的中心距小于3.5倍桩径时，也应间隔进行施工。
（4）桩机就位
桩机就位时，机架必须水平稳固，沉管垂直对中，用吊垂进行目测，要求桩管底板中心与桩位误差≤2cm，沉管垂直度偏差≤1.5H%，并在打桩过程中随时跟踪检查桩管的垂直度。
（5）振动成孔
机械就位合格后，沉管在自由状态下对正桩位，利用锤重及沉管自重徐徐静压1-2m后开动振动锤振动下沉，且宜收紧加压钢丝绳提高沉管效率，每下沉0.5～1.0m，留振5～10S，直至设计深度。
（6）石料投放
石料选用级配良好的干净砾石轧制石料，径粒20～50mm，最大不超过80mm，含泥量小于5%，若石料被周围土体污染，应进行冲洗处理。石料须复检合格后方能使用，已经风化的石块，不能作为填料使用。
（7）反插
振动成孔后，停振灌料至满，先振动再开始拔管，边振边拔，每次拔管高度0.5～1.0m，反插深度0.3～0.5m，并停拔振动5～10S，然后进行补料到设计要求。
（8）加压成桩
反插结束后，将料补满至地面，下落沉管至桩顶，收紧加压钢丝绳，加压成桩，并控制好桩顶标高。
五、质量控制要点
1、严格控制碎石质量：碎石桩碎石填料应采用未风化、抗浸蚀的干净砾石或轧制碎石，粒径20～50mm，含泥量不得大于5%。
2、试桩：试桩目的是为了验证设计桩长能否进入持力层，确保碎石桩软土地基处理效果，因此，应在施工前，根据设计要求在现场进行制桩试验和必要的测试，便于确定主要技术参数，以保证大面积施工质量。应选择符合设计和规范要求的石料进行试桩，并记录制孔、清孔、制孔时间和深度、钻进速度（m/min）、压入碎石量及电流变化等，以选定科学合理的施工技术参数。试桩应在勘察、设计、监理、施工单位人员在场情况下进行。
3、严格控制桩长与桩身质量：通过试桩确定设计桩长能否满足承载力要求，在施工中，应依试桩结果确定的桩长进行施工。桩管贯入深度即为桩长，应在装机机身和桩管上做好贯入到位的标记。成桩过程中通过振动反插将碎石挤密，应控制拔管高度反插深度及挺拔振动时间。
4、严格控制碎石灌入量：计算出理论碎石灌入量，严格按照理论碎石灌入量投入碎石六、常见问题及对策
根据工艺要求及施工经验，施工中应切实注意振密挤实效果，防止发生“断桩”、“瓶颈桩等质量事故。施工中常见问题及预防、处理方法如下：
1、桩靴进水进泥，预制桩靴被打坏或与沉管接触不严密。
（1）确保砼桩尖强度，可在桩靴与沉管接口处垫上稻草绳圈；
（2）拔出桩管，清除泥沙，用砂回填后重置桩尖、重新沉管。
2、断桩 常见于地面以下1～3m的不同软硬层交界处，裂痕呈水平或略倾斜。
（1）严格控制软硬层交界处的拔管速度在0.5m/min以内；
（2）控制拔管高度，确保桩管内有足够的石料。
3、瓶颈桩 常发生在饱和的淤泥或淤泥质软土地基中。
（1）在穿越软弱土层时，减少拔管高度和反插深度；
（2）严格控制在软弱土层中的拔管速度在0.5m/min以内。
七、碎石桩在沉桩过程中和成桩以后，对地基土的加固作用主要是以下几个方面：
1、挤密作用
通过振动沉桩和夯填碎石，对桩周的土体产生较大的机挤密，使土中的原有一级蜂窝状结构遭到破坏，挤密成二级蜂窝结构，即絮状结构或团粒结构以至均匀结构。大大提高了土的密实度，使土颗粒的排布更趋于稳定，从而提高了地基土的强度，变形性质和水理性质也随之改善。
2、垫层和加筋作用
由于碎石桩本身的变形模量远大于桩间土的变形模量而在刚性基础作用下，桩与桩之间土的沉降量是相等的，则基底应力必然向碎石桩集中，桩间土所承提的应力份额相对减少乃形成一种桩同作用的复合地基。从而地基承载力得以大大提高。
3、排水作用
当土中存在地下水的情况下，沉桩过程中，可以使土中出现超孔隙水压力，而沉桩以后，可起脱水作用，孔隙水迅速消散，使土产生排水固结。
4、置换作用
由于碎石桩数量较多，在土中占据了一个很大的空间，实际上起到了换土作用，从而大大改善了填土的成分及其工。
通过以上余凯高速软基段落碎石桩施工技术与质量控制应用总结，为全国高速公路路基施工多年来积累了实践经验，进一步规范路基施工的各项工序，提高施工管理水平，实现全国路基施工标准化，克服质量通病，促进高速公路路基施工质量再上一个新台阶，同时也对标准化安全文明施工的公路建设质量更加得到保障，更加具有现实推广意义。