公路工程软基加固施工中碎石桩技术的应用

摘要：目前，我国的交通行业有了很大进展，公路工程建设不断增加，在公路工程施工建设中，软土地基加固处理是保障道路稳定性以及延长使用寿命的关键环节。而碎石桩技术作为应用较为广泛的软基加固方法，其实际应用主要通过在软土地基中打入碎石桩进而形成复合地基，以此实现提高地基承载力和稳定性目标。本文就公路工程软基加固施工中碎石桩技术的应用进行研究，以供参考。

关键词：软土地基；公路路基；碎石桩；加固机理；沉降控制

引言

在公路建设中，软弱地基的存在显著增加工程难度，因无法直接承受上部结构的荷载，容易导致地基不均匀沉降，还可能引起侧向位移，造成路基变形甚至破坏，影响公路的稳定性和安全性。振冲碎石桩通过置换和挤密作用，显著提高软弱地基的稳定性。一项针对某高速公路软弱地基的研究表明，通过振冲碎石桩加固后，地基的承载力提高30%以上，有效提升路基的稳定性。

1加固机理工艺特性

振冲碎石桩的工艺特性主要表现在以下3个方面：（1）置换作用。将土体中的软弱部分通过置换为碎石等坚硬材料以增强地基承载力。（2）挤密作用。土体在受到振冲作用时，其内部的孔隙水压力增加，从而导致土颗粒重新排列，孔隙率降低，土体变得更加密实。（3）排水减压作用。它通过振冲设备或振动沉管设备在土体内形成与基底褥垫层相连的竖向排水通道，从而大大缩短天然土体的排水路径。当地下水位较高时，挤密、振密施工过程中产生的超孔隙水压力加速消散，有利于桩间土的强度恢复或提高。上部结构加荷时，土体的压密过程产生的超孔隙水及时消散排除，有利于复合地基强度的增长。

2软土地区公路碎石桩施工技术

2.1施工准备

清表就是将公路用地界范围内的杂物清理干净，清表厚度在20～30cm；对于地表承载力较低的路段，可在地表铺一层碎石或砂砾垫层，以方便施工机械行走。同时，依据《工程测量通用规范》（GB55018—2021）及设计图纸，利用全站仪先放样出碎石桩施工边线，放样间距取10m，误差小于2cm并在桩位处用石灰标记。需注意，碎石桩放线误差应小于2cm，与施工的时间间隔应小于24h，且施工时要保护好碎石桩的定位标志，以避免碎石桩桩位偏移。

2.2设计参数的选择

振冲碎石桩的桩径、桩长、桩间距以及碎石的粒径和填充量等设计参数是确保其在公路软弱地基加固中发挥预期效果的关键。（1）桩径与承载力之间存在直接关系。桩径越大，能提供更大的表面积分散和传递荷载至更深、更稳定的土层，理论上桩的承载力也越高。（2）桩长要考虑软弱层的深度，一般情况下，桩长应穿透软弱层并进入下部较坚硬的土层一定深度，以确保足够的承载力。（3）桩间距直接影响到加固效果和经济性，间距过小会导致成本增加，而间距过大则可能无法达到预期的加固效果。（4）碎石的粒径和填充量，要根据地基土的类型和密实度要求选择，以确保桩体的稳定性和承载力。在一项对振冲碎石桩加固效果的评估研究表明，采用粒径为20～40mm的碎石，并确保填充量达到桩体体积的90%以上，能够显著提高地基的承载力和减少沉降量。

2.3桩机定位与调整环节要点

在桩基安装调整作业过程中，施工人员需在保障桩机准确就位后，缓慢降低导管，直至其与地面距离达到10厘米左右。随后对钻机位置进行调整，确保桩顶与预定桩位精确对齐。当确定位置无误后，即可将桩导管重新埋入地下。在具体施工过程中，必须对桩基垂直度进行实时监控和调整，确保其正交斜面准确性。在进行单桩作业前，必须仔细对中桩位进行确认，并严格检验其垂直度，在确认无误后方可正式开始钻孔工作。同时，施工单位在实际作业中还需对桩位偏差以及垂直度进行详细记录，以此为后续分析与改进提供便利条件支持。

2.4沉降监测方法

路基填筑前，在碎石桩桩顶中心、桩周土中心及桩土交界处埋设沉降板来监测沉降。沉降板是埋于路基底面。同时，将沉降监测水准点布置于垂直于道路中心线50m处的坚硬场地上，并在水准点处埋设混凝土标石，以确保水准点不受损伤，能够长期使用。

2.5填筑期监测

（1）路基填土应由路中心向两侧填筑，应做出与路拱相同的横向坡度。严格控制填土速率，以免加载过快造成地基破坏，路面铺筑必须待路基沉降稳定后进行。（2）路基填筑过程中，应进行沉降和水平位移监测。每填筑一层，进行一次监测，监测结果应结合沉降和位移发展趋势进行综合分析，如超过相关规范标准则应立即停止填筑。（3）填土至预期高度后，应加强沉降监测，当发现路堤顶面低于设计标高15～20cm时，要及时补土，不得一次性补土。

2.6检测环节要点

为切实保障碎石桩施工质量达到预期水平，实际作业过程中还需进行严格的检测工作，具体工作中应注意如下标准：（1）原料质量检查。碎石桩实际施工所选用碎石应按批次开展检验工作，以保障碎石粒径控制在20～50毫米区间范围内，同时将含泥量控制在3%以下。具体检测频率应设定为每3000米一批。（2）成桩质量评估。此环节要点主要包括如下几方面内容：1） 桩距检查。施工人员可使用尺量法进行抽查，抽查比例应控制在2%以上，同时检查点应控制在5处以上，允许偏差应控制在±150毫米；2） 桩径检查。此部分同样选用尺量法开展，抽查比例应控制在5%以上，且检查桩数同样控制在5根以上。振动法施工允许偏差应设定为-20毫米以下，锤击法则应控制在+100毫米以及-50毫米；3） 桩身垂直度检查。此环节施工中可选用经纬仪进行抽查，抽查比例应控制在1%左右，且检查桩数应选取3根以上，允许偏差应控制在1.5%以下。

2.7养护质量保障措施

公路养护工程施工中，为了进一步提升项目的养护品质，制定了一系列的质量保障措施，具体的管理细节如下。（1）制定管理制度。因干拌水泥碎石桩在施工中涉及诸多专业技术与处理措施，同时，对施工设备的使用也比较频繁，一旦操作不当，对于施工安全及施工效率均会产生不利影响，所以，管理人员在养护工作开展之前，结合项目当地的地质水文状况以及施工规模等数据信息，制定了专属于本项目的安全施工保障制度，包括《特种机械安装操作规程》《雨季施工安全注意事项》等，为整个施工质量的提升提供制度支持。（2）强化现场作业人员专业水平考核。公路养护工程施工过程中，部分施工人员存在专业技能不熟练的情况，尤其在碎石桩钻孔时，部分工作人员存在未确认钻孔深度是否满足施工标准就转向下一位置钻孔施工的情况，此行为会难以保证碎石桩施工质量，也会严重影响公路养护效果，甚至会导致公路运行安全隐患，出现短程路段坍塌类工程事故。鉴于此，针对所有入场工作人员必须进行专业技术考核，且通过考核后方可进入施工现场。同时，工程中还应积极借助项目质量安全监督团队的力量，提升施工细节的质量。

结语

综上所述，碎石桩技术在公路软基加固处理中具有重要作用，为此，施工单位在实际作业中应注意加强对碎石桩设计参数的计算准度，在此基础上，对施工准备、施工放样与测量环节、桩机定位与调整环节、振动沉管与成桩作业等环节要点进行重点考量，以保障最终施工成效。

参考文献

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