软土地区公路碎石桩施工

前言：在公路工程建设中，软土地基是一类常见且具有挑战性的地质条件。由于其自身承载力偏低，若未经处理直接作为路基基础，极易导致不均匀沉降，不仅延误施工进程，还会严重影响道路的耐久性与运营安全。因此，当工程遇到软土地基时，必须及时采取科学有效的加固措施。在诸多处理方式中，碎石桩因其加固效果突出、适应性强而得到广泛应用，已逐步发展为公路建设中较为成熟且可靠的技术手段，并在实际工程中取得了显著成果。为了进一步提升该技术的应用效益，有必要对施工经验进行系统总结，并明确施工过程中的关键技术要点。

一、碎石桩施工技术概述

碎石桩是采用振动沉管工艺在软土地基处理区域构筑的桩型结构。其标准施工工序包括：首先按设计坐标进行定位钻孔，随后向孔腔内分层填入经严格筛分的碎石骨料，最终形成以级配碎石为主体材料的大直径桩体。在复合地基技术分类中，碎石桩与砂桩同属散体材料桩范畴，两者具有基本一致的加固机理。但因加固土层的工程特性差异，其作用机制呈现明显分化：在碎石土、砂土等粗颗粒土层中，主要表现为挤密效应和置换作用的复合效益；而在粘性土、填土等细粒土层中，则以土体置换为主要功能，同时兼具加速排水固结和适度挤密的综合效应。材料质量控制方面，规范要求采用 20-60mm 连续级配的碎石料，该粒径范围的骨料能形成良好的颗粒嵌锁结构，确保成桩后获得足够的抗剪强度和整体稳定性，从而有效满足工程设计对地基承载力和变形控制的要求。

二、软土地区公路碎石桩施工技术要点

（一） 进行场地清理和平整

在碎石桩正式开始施工之前，对施工场地进行清理和平整是一项必不可少的准备工作。这一环节的首要任务，是对施工区域地表存在的各种杂物进行全面且彻底的清除，其中涵盖了碎石、杂草以及其他可能影响施工的障碍物，通过这样的操作来保证施工环境能够达到整洁且安全的基本要求。紧接着，要对整个场地展开细致的平整处理，着力消除地面存在的起伏和不平整状况。只有做好这项工作，才能为后续施工过程中机械设备的稳定运行以及各项施工操作的顺利开展创造出良好的基础条件。最后，在完成场地的平整工作之后，务必对场地的标高进行精确的测量。这一关键步骤的重要性不言而喻，它不仅能够为桩底与桩顶标高的科学、精准控制提供重要的参考依据，同时也能为后续一系列施工环节的有序推进奠定坚实且可靠的基础，确保整个碎石桩施工过程能够按计划顺利进行。

（二）复核测量

在桩基工程正式施工前，必须对施工轴线进行复核测量，其目的是确保施工活动不会影响场地原有控制点的稳定性。桩基施工完成后，还需对每个桩位进行复核验证，确认桩位设置精度符合设计要求。

桩位定位应依据施工控制网确定控制线，按照施工规范要求精确绘制桩位布置图，并在图中清晰标注每个桩的编号和坐标位置。桩位的最终确定需要综合考虑桩体尺寸和与轴线的相对位置关系，同时在现场设置样桩，便于施工过程中实时校验桩位准确性。

完成桩位设定后，必须进行全面的复核校核，最大限度减少定位误差。为便于施工高程控制，应在沉桩影响范围外设置不少于两个施工水准点，确保测量数据的准确可靠，为桩基工程质量提供技术保障。

（三）成桩工艺试验

在开展大规模碎石桩施工前，必须进行成桩工艺试验，这是获取关键施工参数、指导后续工程实践的重要技术准备。试验结果表明，单根桩的成桩时间宜控制在 15-20 分钟范围内，该时段设置既能保证施工效率，又可确保成桩质量符合设计要求。

为确保碎石桩填充量满足设计标准，可通过以下公式进行精确计算：

S = ApLK

式中，S 表示碎石总用量；Ap 为碎石桩截面积；L 指桩体设计长度；K 是充盈系数，根据规范要求取值不应低于 1.15，该系数设置旨在保证桩体达到必要的密实度和结构强度。

2.4 机械设备定位

在机械设备定位阶段，施工单位应采用 DZ40-60 系列走管式振动沉桩机作为主要施工设备，该机型在软基处理工程中表现出良好的稳定性和适宜的振动效率。当桩机通过履带系统移动至指定桩位后，操作人员需使用精密水平仪和铅垂线对设备垂直度进行精确校准，确保机身倾斜度控制在规范允许的偏差范围内，这一步骤直接影响最终成桩的垂直精度和承载性能。在两名以上操作人员的配合下，通过电动沉管机的微调系统可实现桩位的精确定位，保证桩管中心与设计桩位的偏差不超过 5 厘米。定位完成后，施工人员需手动操作活瓣式桩尖使其完全闭合，防止沉桩过程中土体进入桩管，随后启动振动系统开始沉桩作业。沉桩过程中，桩管在振动作用下逐步贯入土层至设计深度，技术人员需实时监测贯入深度，确保最终标高误差控制在±5 厘米范围内。随后采用人工与装载机配合的方式，将筛分合格的碎石料分批次装入桩管，每次加料量不超过桩管容积的三分之一。这种分级加料方式可有效预防断桩现象，避免因填料不均造成的缩颈等质量问题，确保桩体完整性和结构连续性。整个施工过程要求各工序紧密配合，从设备定位到填料成桩的各个环节都需保持施工的连贯性和稳定性，为桩体最终强度的形成提供保障。

2.5 振冲及注浆施工

振冲碎石桩施工时，先将振冲器精准对准预定桩位，再依次启动高压水泵和振冲设备。设备运行稳定后开始造孔，成孔中心与设计桩位的偏差不得超过 10 厘米。振冲器在土层中匀速下沉，贯入深度超设计孔底 0.3-0.5米时，暂停作业并将设备提至孔口，反复 1-2 次。孔口返浆明显变稀后，即可清孔，清孔需控制提升速度，根据地质条件确定次数以防孔壁坍塌。

清孔后，振冲器保持在距孔底 0.3-0.5 米处，通过装载机向孔内连续填筑碎石料。借助振冲器的水平振动力加密填料，同时将碎石挤入孔周土体形成扩大桩径。加密作业电流控制在 100 安培，采用从下往上的分段方式，确保无漏振。当加密电流和留振时间达标后，将振冲器提升 0.3-0.5 米继续下一段加密，循环操作至桩顶设计标高。

施工中用测锤实时监测填料，若碎石灌注量不足，立即反插，反插深度不超桩管长度的 50% ，反插和拔管速度均匀，每根桩反插不少于 6 次。通过桩管上下运动逐步形成桩体，桩尖提出地面后停止振动，完成单桩施工。最后清除基底以下松散土层，铺设碎石垫层并以专业机械压实，确保地基整体稳定性和承载力符合设计要求。

2.6 沉降监测和水平位移监测

沉降监测分为地表沉降监测与地基分层沉降监测两类。前者主要依靠沉降板进行数据采集，后者则通过埋设分层沉降标实现。沉降板一般布设于钢塑土工格栅、土工格室及砂垫层之上，并优先选择路基中心、路肩、坡脚及路幅中心线等关键位置作为监测点。安装时需确保沉降板底槽平整，其下铺设 60cm×60cm×20cm 的砂垫层，以保证荷载传递均匀。分层沉降标的埋设需借助钻孔作业，施工中应严格控制钻孔垂直度，使其偏差不超过1.5%，同时采取护壁措施防止孔壁坍塌或缩孔。为确保埋设质量，施工过程中通常采用套管或泥浆护壁工艺，并同步完成波纹管与导管的连接安装。各监测点间距应精确控制在 1 米范围内，以保障数据采集的准确性和连续性。

地基水平位移监测多采用测斜管法，测斜管材质多为塑料，埋设于路堤边坡坡脚处。施工时钻孔垂直度偏差须控制在 1.5%以内，以确保测斜管的定位精度。当测斜管底部深入粉砂层或亚黏土层 100 厘米后，管顶应高出地面约 50 厘米，并加装防护盖以防止外部因素干扰。地表水平位移监测则常采用位移边桩法，边桩沿路堤两侧坡脚布设，其中一根位于坡脚，其余分布于边沟外侧。边桩选用截面为 10cm×10cm 的预制混凝土桩，埋深不超过 1.5 米，地面露出高度约为 10 厘米。施工时多采用打入法，并在桩周进行密实回填，以增强边桩的稳定性及测量精度。

结语

路基工程的质量直接决定了公路结构的稳定性和使用寿命，更关系到行车安全的基本保障。当地基处理不达标时，不仅会显著缩短道路使用年限，更可能引发严重的交通安全隐患。在软基处理领域，碎石桩技术以其卓越的工程特性和持久的加固效果，成为提升路基承载力的优选方案。该技术通过科学的施工工艺和严格的质量控制，能够为道路结构的长期安全运行提供可靠保障。在实际应用中，需要根据具体地质条件和工程要求，合理确定施工参数，严格执行技术规范，确保工程质量全面符合设计要求。

参考文献

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