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摘要：本文以某高速公路實(shí)際工程為例，分析了沉管碎石樁技術(shù)在軟土地基處理中的應(yīng)用，重點(diǎn)研究了成樁試驗(yàn)、工后檢測(cè)以及沉降觀(guān)測(cè)等相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)，從而為高速公路工程建設(shè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高速公路；沉管碎石樁；沉降；成樁試驗(yàn)

1工程介紹

某高速公路工程項(xiàng)目全長(zhǎng)是18．23km，在2016年7月正式開(kāi)工。工程項(xiàng)目建設(shè)涉及到了水田區(qū)與圍海造田區(qū)，此區(qū)域分布著大量淤泥，其中淤泥層的厚度為3～8m，同時(shí)軟土層的含水量相對(duì)偏高，壓縮性比較高，固結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，需要進(jìn)行處理的軟土路基長(zhǎng)度是13．59km。目前，軟土路基的處理方式基本包含了強(qiáng)夯法、沉管碎石樁法、預(yù)應(yīng)力管樁法以及水泥濕噴法等。以施工工藝作為依據(jù)，碎石樁主要分為沉管碎石樁與振沖碎石樁，通常沉管碎石樁適用于普通路段與路堤填土相對(duì)偏低的橋涵路段。與其他軟土路基處理方式對(duì)比，沉管法具備的優(yōu)勢(shì)是造價(jià)低，有利于保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境。此高速公路工程項(xiàng)目全線(xiàn)路段一共設(shè)置了113860根，施工中一共劃分為66個(gè)段落，合計(jì)總長(zhǎng)度是4308m。

2沉管碎石樁技術(shù)適用條件與材料選用

沉管碎石樁技術(shù)主要適用在松散沙土、雜填土、非飽和黏土以及粉土等路段。此高速公路工程沉管碎石樁主要應(yīng)用在路基填高5m以?xún)?nèi)，同時(shí)土質(zhì)相對(duì)良好的路基段落。針對(duì)沉管碎石樁材料的選用，是以就地取材為主，粒料級(jí)配必須滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。如，普通軟土地基處理時(shí)沉管碎石樁技術(shù)的應(yīng)用，粒料最大直徑≤50mm，抗剪強(qiáng)度＜20kPa；軟土路基，粒料最大直徑≤100mm，而且粒徑在50～100mm的粒料應(yīng)占據(jù)總粒料的50％～60％，同時(shí)不同級(jí)配粒料中含泥量≤5％。

3沉管碎石樁施工與檢測(cè)

3．1沉管碎石樁施工工藝

針對(duì)沉管碎石樁技術(shù)而言，可選擇由一邊推移到另一邊，也可由中間向外，由此能夠形成高程度液化路基，從而有效增強(qiáng)路基的承載力［1］。如果路段的土質(zhì)類(lèi)型是黏性土，其土質(zhì)狀況比較差、抗剪強(qiáng)度偏弱，為了能夠降低碎石樁施工階段造成的土體擾動(dòng)，應(yīng)選擇間隔跳打形式。與建筑物相接近的施工段，需要選擇背離建筑物的方向完成制樁。碎石樁技術(shù)的施工順序見(jiàn)圖1。此工程沉管碎石樁選擇梅花式的布局方式，樁的縱向間距與橫向間距一致，分別設(shè)定為1．2、1．5以及1．8m。沉管碎石樁施工工序基本包含一次拔管法、逐級(jí)拔管法以及重復(fù)壓拔管法等。針對(duì)軟土路段，應(yīng)選擇逐級(jí)拔管法與重復(fù)壓拔管法，由此提升碎石樁合格率。結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)施工情況可知，需要結(jié)合施工階段地質(zhì)具體變化情況，科學(xué)地控制碎石樁的樁長(zhǎng)與樁徑，通過(guò)控制反插深度、振密段長(zhǎng)度與留振時(shí)間等，進(jìn)一步增強(qiáng)碎石樁密實(shí)度，切實(shí)保證狀態(tài)的均勻性，這也是保證沉管碎石樁質(zhì)量的有效措施。沉管碎石樁的施工階段，若是碎石樁成樁時(shí)間過(guò)短，就會(huì)影響樁體密實(shí)度，無(wú)法保證樁體承載力；若是反插施工不到位，容易出現(xiàn)“蘿卜樁”，從而導(dǎo)致填料分布無(wú)法滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求［2］。所以施工階段必須實(shí)時(shí)觀(guān)察碎石樁振密擠實(shí)成效，杜絕出現(xiàn)“斷樁”與“瓶頸樁”等問(wèn)題。從本質(zhì)上分析，填料量與單樁施工質(zhì)量存在著密切關(guān)系，如填料量關(guān)系著樁體直徑，所以需要進(jìn)行試驗(yàn)確定樁投料量，然后確定碎石用量，同時(shí)保證填料級(jí)配的科學(xué)性，從而提高樁體密實(shí)度合格率。

3．2成樁試驗(yàn)

因?yàn)檐浲谅坊嬖谥嘧冃耘c不確定性，所以在進(jìn)行沉管碎石樁施工前需要完成成樁試驗(yàn)，通常試驗(yàn)選擇的樁根數(shù)量是5～10根［3］。而試樁階段，需要做好安全防護(hù)措施，防止發(fā)生安全事故：工程技術(shù)工作人員需要實(shí)時(shí)跟蹤檢查試驗(yàn)過(guò)程，認(rèn)真記錄裝樁管具體沉入時(shí)間與深度，以及單樁的碎石量和相關(guān)設(shè)備電流具體變化情況等，全面掌握樁體試驗(yàn)中的指標(biāo)變化，從而為沉管碎石樁施工提供指導(dǎo)。施工完成30天之后，開(kāi)始實(shí)施樁體密實(shí)度與樁長(zhǎng)等有關(guān)指標(biāo)檢測(cè)［4］。受到碎石樁擠密作用的影響，樁體的密實(shí)度與承載力會(huì)逐漸增強(qiáng)，由于此工程項(xiàng)目施工工期比較緊，為了保證施工進(jìn)度，針對(duì)土質(zhì)相對(duì)偏好的路段，選擇在施工完成后的7天試樁，檢測(cè)樁體密實(shí)性指標(biāo)，在路段檢測(cè)合格后方可進(jìn)行下一階段施工。針對(duì)土質(zhì)不良路段，需在成樁試驗(yàn)結(jié)束后的30天開(kāi)始檢測(cè)，由此能夠保證工程如期竣工。成樁試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)具體見(jiàn)表1。在檢測(cè)完成之后，要認(rèn)真總結(jié)與分析沉管碎石樁施工狀況，如樁管的下沉速度、成孔速度、留振時(shí)間以及電流值等各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，從而為沉管碎石樁的規(guī)模化施工提供指導(dǎo)與依據(jù)。

4沉管碎石樁沉降觀(guān)測(cè)

為了提升高速公路路基施工質(zhì)量，嚴(yán)格控制工后沉降，需要結(jié)合設(shè)計(jì)文件的基本要求，當(dāng)沉管碎石樁的施工任務(wù)達(dá)成之后，應(yīng)對(duì)此路段完成沉降觀(guān)測(cè)。針對(duì)沉降觀(guān)測(cè)設(shè)備的埋設(shè)需要在軟土地基處理結(jié)束之后進(jìn)行，而且當(dāng)觀(guān)測(cè)到穩(wěn)定初始值之后，才能夠開(kāi)始路堤填筑施工。結(jié)合設(shè)計(jì)文件的基本要求進(jìn)行地表沉降觀(guān)測(cè)設(shè)備的布設(shè)，按照軟土路基的沉降穩(wěn)定觀(guān)測(cè)布置圖進(jìn)行沉降板與位移樁的合理布設(shè)，選擇道路中心與路堤兩側(cè)，其中道路中心沉降點(diǎn)需要防止與通信管道相重疊［5］。同時(shí)，也可以結(jié)合具體地形和施工實(shí)際狀況適當(dāng)?shù)卣{(diào)整沉降板與位移樁的位置，但是必須保證沉降板和水平方向的觀(guān)測(cè)點(diǎn)處于同一橫斷面。后續(xù)的施工應(yīng)逐步擴(kuò)大觀(guān)測(cè)點(diǎn)長(zhǎng)度，從而保證路基填筑之后可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確觀(guān)測(cè)，增強(qiáng)各個(gè)沉降點(diǎn)穩(wěn)定性。各個(gè)施工段成立軟土地基處理沉降觀(guān)測(cè)小組，根據(jù)施工工期每一層進(jìn)行一次觀(guān)測(cè)，針對(duì)臨時(shí)的中斷施工期與間歇期每3天進(jìn)行一次觀(guān)測(cè)，當(dāng)路基段填筑施工結(jié)束之后的7天進(jìn)行一次觀(guān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)此路段的沉降、位移觀(guān)測(cè)，具體觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。每一層路基在填筑施工之前需要完成沉降觀(guān)測(cè)而且沉降觀(guān)測(cè)數(shù)值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求之后，才可以開(kāi)始轉(zhuǎn)序施工。此外，結(jié)合沉降觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)展開(kāi)全面地沉降分析，出具分析報(bào)告，并單獨(dú)建檔留存，從而為后續(xù)施工提供指導(dǎo)與借鑒。路基與路面施工階段完成軟基沉降具體狀況的獨(dú)立監(jiān)測(cè)，其中監(jiān)測(cè)斷面的數(shù)量至少在總斷面數(shù)量的30％以上，認(rèn)真做好監(jiān)測(cè)記錄，出具沉降分析報(bào)告，提出施工建議。

5結(jié)語(yǔ)

2018年10月，該高速公路工程項(xiàng)目正式通車(chē)，在通車(chē)后的一段時(shí)間，再次完成了各個(gè)軟基路段的沉管碎石樁施工結(jié)束后的沉降觀(guān)測(cè)，同時(shí)出具了該項(xiàng)目軟基沉降觀(guān)測(cè)的總結(jié)性報(bào)告。報(bào)告指出，該項(xiàng)目施工結(jié)束后的沉降量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)基本要求，項(xiàng)目設(shè)計(jì)的沉管碎石樁均沉降量是320mm，而實(shí)測(cè)均沉降量是288mm，這為相關(guān)軟土路基沉管碎石樁技術(shù)得以應(yīng)用提供指導(dǎo)與依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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作者：劉彩白 單位：山西路橋第六工程有限公司