干拌水泥碎石樁路基加固施工技術要點

李海清

（中建路橋集團有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

公路路基因各方面原因可能出現承載力不足等問題，對路基的正常使用造成影響。因此，在公路工程建設中，需根據路基實際情況和承載力要求采取合理的路基加固技術。在不同的路基加固方法中，干拌水泥碎石樁憑借操作簡單和效果顯著等優勢逐漸得到廣泛應用，而要使這項技術的應用發揮出預期效果，還需要結合工程實際情況，對其施工技術及其要點進行探討。

1 工程概況

某公路工程K25+985—K26+050段，為滿足工程需要采用干拌水泥碎石樁對路基進行加固，碎石樁的樁徑為0.3m，樁長6～8m，相鄰兩根碎石樁之間的距離為1.0m，所有碎石樁均按照全等三角形布置?，F以該公路工程標段為例，對其干拌水泥碎石樁施工技術要點做如下分析。

2 施工準備

（1）清除場地表面所有障礙物及對施工有妨礙的地下構造物，并將場地整平。碎石樁的成孔和夯實如果對鄰近結構物有一定影響，則要在施工前采取相應的保護措施。

（2）做好場地平整后，若場地松軟，需進行預壓，使場地形成一定橫坡，并做好臨時排水，確保場地排水始終保持暢通[1]。

（3）完成以上各項工作后開始設置軸線控制樁和水準樁點，同時進行編號，通過復核確認樁孔位置完成放線且釘好標樁后開始撒灰。

（4）對成孔、夯填與擠密的施工效果進行試驗，由此確定各項工藝參數，如打樁的具體次序、填料時的分層厚度等，同時做好試樁測試，確定擠密效果與承載力能否達到設計要求。

（5）當含水率較大時，需充分考慮縮孔等異常問題，如果縮孔會對樁長與樁徑造成影響，需立即與設計單位聯系，并采取措施解決。

（6）為便于現場施工，配備如下機具設備：1臺DZJ-60型鉆機；1臺電動卷揚機提升式夯實機，其夯錘的重量為125kg；1臺裝載機；1臺自卸車和1臺斗車。

（7）材料的配合比為（重量比）∶水泥∶粒徑在0～5mm范圍內的石屑∶粒徑在5～20mm范圍內的碎石=1∶2.6∶3.3。

（8）采用普硅水泥，粒徑在5～20mm范圍內有良好級配的碎石，不可摻有任何雜質，且含泥量和壓碎值分別不能超過5%、35%，使用前將含水量控制在1%以內，采用粒徑在0～5mm范圍內的石粉[2]。

3 施工工藝

3.1 施工工藝流程

本次干拌水泥碎石樁施工嚴格按照以下工藝流程進行：原地面處理→現場測放→臺階開挖→樁點布設→鉆機及其他設備組織進場→鉆機對位并調平→鉆進到設計要求的標高→原材料進場并檢驗→原材料檢驗完成并合格后開始混合料拌和→填料并夯實→成樁→鉆機移位。

3.2 原地面處理

正式開工前進行原地面處理，按照30cm厚進行清表。完成場地清表后根據設計要求的高度開始臺階開挖，并將原地面整平，必要時可使用打夯機對原地面進行夯擊，以使其達到密實。除此之外，還要在線路的外側進行臨時排水溝的開挖。

3.3 定位

在每級臺階的具體開挖位置進行樁位測設，同時利用竹簽或白灰在確定的樁位上進行標識。完成樁位定位后，其偏差不能超出2cm，而對于樁底深度，需根據給定的標高通過計算確定。將樁位確定好以后，立即向現場的監理人員上報，由監理人員進行檢查，經檢查確認合格后，方可開始下一道工序的正式施工[3]。

3.4 樁機就位

對碎石樁的樁機進行移動，使其與加固點位完全對準，然后將樁機的電源打開，對其電壓與振動錘在空載狀態下的電流進行檢查，確認是否正常。與此同時，對樁管的實際垂直度及長度進行校正，使其與設計要求完全相符。

3.5 成樁試驗

正式開始施工前，應先做好成樁試驗，采用振動成樁法施工時，應重點掌握以下參數：樁管的具體起拔高度、對樁管進行下壓時的振密持續時間以及樁石用量，通過保證以上各項參數使碎石樁成型之后處于中密及以上的狀態[4]。

3.6 鉆進成孔

樁位經現場監理檢查確認合格后方可開始鉆進成孔，在鉆進前先確定樁的具體位置，然后以此為基準將樁機完全對準，若未能對準，應反復調整，直到與相關要求完全相符。將樁機對準后，按照設計要求的深度開始鉆孔，現場實際鉆孔的位置和設計要求的位置偏差不能超過10cm，樁柱的垂直度偏差不能超過1.5%，樁徑按照15cm控制。在成孔結束后，需對鉆孔的深度、直徑及垂直度等進行嚴格的檢查，經檢查確認合格后開始下一道工序的正式施工，此前有必要使用蓋板將樁孔蓋住，以免雜物掉落到樁孔內。

3.7 填料

施工所用碎石需集中廠拌，用料計量都應準確無誤，本次在預先準備好的1#拌和站中拌和。在拌和過程中必須嚴格遵守設計確定的配合比，以確保拌和料的實際質量與性能。在停止振動，且套管達到設計要求的標高后，利用裝載機為料斗實施上料，然后采用卷揚機對料斗進行提升，并將其插入到樁管內，最后向樁管中填入碎石，直到整個樁管被灌滿。

3.8 啟動拔管

在拔管開始前應先留振一段時間，之后在振動的同時拔管，在拔管過程中，速度應保持均勻，以每個樁設計要求的碎石量為依據確定首次投料對應的成樁長度，通過多次反插，直到樁管中所有碎石均被挖出[5]。

3.9 提升樁管

將振動停止后，通過第二次投料口實施第二次投料，直到完全填滿，之后開始拔管，在振動的同時向上拔管，通過多次反插，使樁管中所有碎石均被挖出；將樁管提升到比地面高的位置后，停止振動，在孔口處繼續投料，與地表平齊為止。

3.10 啟動反插

完成以上各項操作后啟動反插，同時盡快完成孔口補料，直到樁管的碎石數量達到設計要求，然后對孔口進行加壓，使機架抬起，結束一根樁管的施工。

3.11 施工注意事項

（1）成孔完成后及時做好回填，在孔內填筑混合料之前先將鉆孔底部夯實，連續夯實3～5錘，然后進行分層回填和夯實，分層采用斗量的方法向樁孔內部下料，分層厚度按照25cm控制，在回填的同時利用夯實機將其夯擊密實。成樁試驗過程中，需由工程師根據現場機具配置情況對每層填筑厚度與夯擊次數進行記錄，為之后的施工提供參考依據。

（2）碎石樁的夯實需根據試驗確定的各項工藝參數實施，通過分層夯實直到設計要求的標高。填料的回填夯實應保持連續，所有樁孔都應一次性完成回填與夯實，不能有間隔停頓，否則將對樁管承載力造成很大影響。

4 質量控制與檢驗

4.1 質量控制

（1）樁體的夯實采用重量為125kg的重錘進行，其落距應達到1m以上，一般每個虛鋪厚度需連續擊實7次以上。

（2）樁體在施工完成后應保持連續和密實，不能存在任何缺陷，如夾砂、斷樁和縮徑。

（3）在碎石樁施工中應隨時對施工記錄進行檢查，并做好質量評定，若檢查發現樁體質量不合格，應及時做好加樁處理。

（4）在整個施工過程中，應嚴防碎石被周圍其他土體污染。

4.2 質量檢驗

（1）樁距：按照總量2%抽查，規定值或允許偏差為±150mm。

（2）樁徑：按照總量2%抽查，規定值或允許偏差不小于設計值。

（3）樁長：通過查閱施工記錄檢查，規定值或允許偏差不小于設計值。

（4）豎直度：通過查閱施工記錄檢查，規定值或允許偏差為1.5%。

（5）灌石（砂）量：通過查閱施工記錄檢查，規定值或允許偏差不小于設計值。

5 加固施工效果

對加固完成后路堤產生的變化進行檢測，采用地質雷達與鉆孔取樣進行現場測試與室內試驗。地質雷達，其基本原理為基于地下各介質在介電常數上存在明顯的差異，屬于物探技術范疇。在發射天線支持下向目標體地下持續發射高頻電磁脈沖，發射出去的電磁脈沖在不斷傳播時如果遇到不同地下介質之間的分界面，則會產生反射波。在反射波傳播至地表后，由接收天線進行接收，同時傳入到主機記錄與顯示，所有測點均接收雷達波形，每天測線排列所有雷達波形，以此形成一個整體雷達剖面。根據資料進行后處理，采用反演解釋的方法即可確定地下地層具體分布范圍與埋置深度。就目前來看，地質雷達技術已經在公路工程領域得到十分廣泛的應用。

本次共測試12個斷面，在加固前和加固后分別選取3個橫斷面與3個縱斷面。在其中選擇一個具有代表性的橫斷面，經調查，該斷面在加固之前有翻漿和唧泥等病害，采用地質雷達進行測試，測試的起點為路緣石50cm處，測試的終點為超車道外側緣。根據測試結果可知，豎直方向深度為15m，前2m水平方向層狀的分布相對均勻，2m以下部分土層的分布呈現出弱水平層狀，從測試起點開始2m向下產生凹陷處，凹陷的豎直方向深度在2～15m，說明該段路基存在不均勻沉陷；在水平方向上，測試斷面和超車道周圍產生的凹陷帶距離較近，而其他部位的實際分布保持相對均勻。

從加固完成后的地質雷達測試結果可以看出，完成加固處理后，路基產生的不均勻變形現象顯著減少，且地層的實際分布保持均勻。加固完成1年后進行觀測可知，未二次產生病害，足以驗證地質雷達的實際檢測效果。

對干拌水泥碎石樁施工完成后的樁間土實際擠密效應進行驗證，在加固之前對沒有擠密的路基土與加固完成后的達到擠密狀態的土進行隨機取樣，由此開展指標對比，具體對比結果如表1所示。

表1 干拌水泥碎石樁加固前后土體物理力學性質指標對比結果

表1 （續）

從表1數據可以看出，采用干拌水泥碎石樁技術加固完成2個月后，樁間土實際含水率明顯下降，密度增加，壓縮模量增加，說明采用干拌水泥碎石樁技術進行加固后，能使樁間土得到良好的擠密，土體中含有的水分被大量吸收。

在公路路基中設置干拌水泥碎石樁能起到提高路基整體承載力的作用，能有效減少或避免路基產生不均勻沉陷，根據載荷與動力觸探試驗可知，以上施工技術參數和方法能良好滿足承載力要求。完成加固后經過1年時間的連續運營，沒有產生翻漿和唧泥等常見病害問題，說明干拌水泥碎石樁技術的應用能達到良好加固效果。

6 結語

綜上所述，干拌水泥碎石樁是一種操作簡單但效果顯著的路基加固方式，其在該公路工程標段中成功應用，提高了加固段路基整體承載力，施工工藝可行，值得類似工程參考借鑒。