试述公路碎石桩施工

摘要:有些公路由于含水量大，压缩性高，因而软土地基强度低，从而导致路堤因不均匀沉降或剩余沉降量过大而破坏。因此，要保证路基稳定首先就得进行软基的固接处理。振冲碎石桩是通过碎石桩挤密法利用碎石桩和砂桩对软土地基进行钻孔和振捣的过程，通过将碎石和砂石挤压入软土中的方式形成大直径的碎石和砂石的构成桩体，从而提高土质的承载抗压性能。

关键词:碎石桩; 软土路基 ;施工

Abstract: some highway because of big water content, high compressibility, and soft soil foundation strength is low, resulting in embankment because of uneven settlement or residual subsidence and large amount of damage. Therefore, to ensure the roadbed stability first have to in the soft ground solid joint treatment. Vibro-replacement stone column is through the rubble pile compacting method using gravel pile and sand pile in soft soil foundation drills and vibro process, the gravel and sand extrusion into soft soil formed the way big diameter rock and the structure of sand pile body, so as to improve the soil bearing compressive performance.

Keywords: gravel pile; The soft soil subgrade; construction

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一、碎石桩的作用

1.置换作用：用密实的碎石取代软土，与桩间土一起形成复合地基，地基在受压时，压力向碎石桩转移，使桩间土承受的压力减少，从而提高地基的承载力，减少地基的沉降，其作用随碎石桩的置换率增大而提高。

2.排水固结作用：碎石桩在软土中增加了竖向排水通道，减少了横向排水通道的距离，地基在荷载的作用下，软土中的孔隙水慢慢地从碎石桩内排出，产生固结变形，随着孔隙中的超静水压力逐渐消散，地基的强度逐渐提高。根据施工方法的不同，碎石桩法可分为振冲碎石桩法、干振挤密碎石桩法、沉管碎石桩法、沉管夯扩碎石桩法、强夯置换碎石桩法、袋装碎石桩法等。视施工方法和地基土质情况不同，碎石桩法加固地基有的以置换作用为主，有的以挤密作用为主。

二、加固机理分析

碎石桩施工无论对于松散砂性土还是软弱粘性土，其加固作用都包括挤密、置换、排水、垫层和加筋等诸多功能。

1.挤密的功能在软基上进行沉管法或干振法碎石桩施工。由于在成桩过程中桩管对周围软土产生很大的横向挤压力。桩管体积的土挤向桩管周围的软土层，使桩管周围土层孔隙比减小，密实度增大，再加上在孔中填人大量的粗骨料，被强大的水平振动力挤入周围土中。这种强制挤密使土的相对密度增加，孔隙率降低，干密度和内摩擦角增大，土的物埋力学性能改善，使地基承载力大幅提高。

2.置换的功能对粘性土地基，由于土的粘粒含量多，粒问结合力强，渗透性低，在振动力或挤压力的作用下土中水不易排走。碎石桩置换法是一种换土置换，即以性能良好的碎石来替换不良地基土；而排土法则是一种强制置换，它是通过成孔机械将不良地基土强制排开并置换，而对桩间土的挤密效果并不明显，在施工过程中会使饱和软粘土地基地面产生较大隆起，有时会造成表面硬壳层松动。通过碎石和土置换成振密碎石的过程，在振冲器等的侧向应力作用下，将碎石挤入周围粘土中，形成具有密度高和直径大的桩体，它与原粘性土构成复合地基而共同工作。

3.排水功能在制桩过程中，由于振动、挤压或扰动等原因，桩问土会出现较大的附加孔隙水压力，从而导致原地基土的强度降低。有工程实测资料表明，制桩后立即测试会发现，桩间土的含水量会增加10％左右，干密度下降3％左右，十字板强度降低10％～40％。制桩结束后，一方面原地基土的结构强度会随时间逐渐恢复，另一方面孔隙水压力会向桩体转移消散，结果有效应力增大，强度恢复和提高。如果在选用碎石桩材料时考虑级配，则所制成的碎石桩是粘土地基中一个良好的排水通道，且大大缩短了孔隙水的水平渗透途径，加速软土的排水固结，使沉降稳定加快。

4.垫层和加筋功能如果软土层厚度不大，且桩体可以贯穿整个软土层，直达相对硬层，此时桩体在荷载作用下主要起应力集中的作用，从而使软土承担的压力相应减少。与原来的天然地基相比，复合地基的承载力就有所提高，而压缩性也有所减小，如果软土层较厚，则桩体可不贯穿整个软土层，此时加固的复合土层起垫层作用，垫层使荷载扩散应力分部趋于均匀，从而可提高地基的整体承载力，减少沉降量。

三、施工工艺

1.地面：清除施工现场的障碍物及杂物。在低洼处、河塘沟渠中应先清除淤泥，抛石挤淤，再填筑砂砾至水平面上50cm后，再进行填前碾压，清理范围应使粉喷桩机有足够的施工操作场地并符合设计的长度和宽度，再进行施工放样，定出桩位。

2.振冲器就位对中：起吊振冲器，对准桩位，检查水压、电压和振冲器的空载电流是否正常。

3.成孔：打开水源，启动振冲器，使其在压力水冲击作用和振动作用下贯入地层至设计深度，在贯入的过程中，要控制振冲器的竖直度，注意调节水压和成孔电流的大小，也可以根据返水出来的砂或泥以确定当前打入处的土层情况。

4.清孔：成孔后，孔内泥浆稠度大，为排出孔内稠浆，振冲器在孔底停留约1min，借助压力水将泥浆排出。

5.加料振密：采有连续加料法自下而上制桩，每次填料数量应根据土质条件