公路工程软基加固碎石桩施工技术的应用分析
时间：2023-06-11 22:05:06 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
谢用
（安徽鸿道公路工程有限公司，安徽 池州 247100）
在公路工程建设过程中，不可避免地会遇到特殊土质，如软土土质。在遇到软土地基的情况下，要想使公路工程按照既定计划推进，确保公路施工过程的安全性和公路工程的施工质量，就需要采取针对性的处理措施对软土地基进行加固处理，以提升地基的承载力。其中，碎石桩施工技术能有效解决软土地基施工过程中的地基沉降问题，因此推动碎石桩施工技术的全面应用很有意义。
软基加固施工很容易受到外部环境因素的影响，只有充分把握公路软基加固施工的整体特征，才能有的放矢地完善软基加固施工水平，提升公路工程建设质量。
1.1 公路软基加固施工周期性长
软基加固施工是公路工程建设中重要的组成部分，这一部分的施工流程较为繁复，工程量较大，因此所需耗费的工期较长。软基加固施工属于户外作业，因此施工时间越长，遭遇极端天气的概率就越大。因此，软基加固施工的这一特征会影响到后期公路建设的顺利推进。此外，公路软基施工周期越长，所需耗费的施工成本就越高，因此尽可能缩减公路软基加固施工周期，是施工人员在明确这一阶段施工特点背景下应当关注的重点。
1.2 公路软基加固施工流动性大
公路软基加固施工的场所并不固定，具有极强的流动性。因此在具体的施工过程中，监管人员难以完成监督职责，难以对参与公路软基加固施工的技术人员进行必要的监管。而公路软基加固施工的流动性，也会在一定程度上影响到施工人员的积极性和主动性。在缺乏监管的前提下，施工人员的工作状态又不理想，那么公路软基加固施工质量必定会受到影响。因此，公路软基加固施工流动性过大这一特征，需要引起施工人员的重视。
所谓的碎石桩技术，指的是通过冲击或震动等方式，在松软的地基中开出孔隙，随即将碎石填入孔隙中，让地基内部形成由碎石构成的密实桩体的技术。施工人员需要借此降低地基投入使用后出现沉降现象的概率。该技术的顺利使用也能够提升地基的抗剪强度，使公路工程建设质量更为理想[1]。
2.1 黏土类地基的加固原理分析
在黏土类地基中使用碎石桩技术，能够使碎石桩本身的强度改变原有地基性能，让地基中多余的水分得以排出。碎石桩技术在黏土类地基中的使用，主要是通过置换原理达到效果的。具体来说，碎石桩会在黏性土中形成较大直径的桩体，黏性土通过与碎石桩之间的复合黏连，最终形成复合地基。相比较原有的黏性土地基来说，复合地基的上部荷载力得到了提升，整体稳定性也变得更为优良。这一过程中产生的大部分应力都集中在碎石桩处，黏性土的应力较小，因此在地基投入使用后，出现固结沉降现象的概率较低。研究人员在对比原有黏性地基和经过碎石桩处理后的黏性地基出现沉降现象概率的数据时发现，经过碎石桩处理后的黏性地基，出现沉降现象的概率要减少20%～30%左右。碎石桩在黏性地基中的处理和应用，能够使黏性地基内部形成既定的排水通道，这能从侧面加快地基的固结速率，使黏土类地基使用质量得到进一步提升[2]。
2.2 砂土类地基的加固原理分析
砂土类地基结构较为疏松，颗粒性较强，因此内部孔隙较大。针对这类地基，施工人员需要使用挤密类加固原理，完成碎石桩技术的应用。在挤密过程中，原有的土粒会产生位移，不同颗粒间的空隙将不断缩小，随着内部压力的逐渐增大，土质会变得更为密实。在碎石桩技术使用阶段，施工人员需要额外关注成桩过程的施工效果，通过在砂层中插入桩套管，使桩套管四周的砂土由于发生位移而变得更为紧密。随着碎石桩技术的逐步应用，砂土类地基内部的颗粒孔隙将缩小至临界状态，地基的强度和承载力都将获得大幅度提升。挤密类加固原理的应用能够从侧面降低地基沉降概率，使地基的质地变得更为均匀[3]。
碎石桩施工技术的应用是有固定路径的。具体步骤流程如图1 所示。
图1 碎石桩施工具体步骤流程图
3.1 桩位测量放样
在碎石桩技术使用之前，施工人员要先到施工现场放线定位。在这一过程中，技术人员需要确定地中的控制点和轴线，在确定后还需要反复核验。这一工序完成后，施工人员需要使用专业仪器设备进行装备测量放样，并完成桩尖的埋设工作。需注意的是，埋设工作需要控制精度。大部分情况下，精度误差都需要在2cm 的范围内。在顺利埋设桩尖后，施工人员需要在24h 之内完成打桩工作。在打桩工作进行过程中，很容易出现位置偏差，因此施工人员需要随时复核桩位，降低由于挤压而出现偏差问题的概率[4]。
3.2 桩机就位工序
碎石桩技术是否能顺利使用，与桩机是否顺利就位有密切的关联。如果桩机机架的摆位脱离了水平线，或机架不够稳固，那么打桩过程就很容易出现质量问题。当然，除了要考虑机架的位置外，施工人员还需要尽可能地让沉管保持垂直和对中。在这一过程中，施工人员可使用吊锤检测方式进行垂直度的检测。通常情况下，桩位与装管底板中心的位置误差都不得超过2cm，桩孔的垂直度偏差也不能太大，因此在打桩的过程中，施工人员需要随时完成桩孔垂直度检查工作，不得让桩孔的垂直度偏差超出桩长的1.5%，否则后续的打桩工作就无法顺利推进[5]。
3.3 振动成孔工序
确保桩机精准就位后，施工人员需要对正桩位，利用沉管的自身重量进行静压。但需要注意的是，静压的长度不可超过2m。在静压工序完成后，施工人员需要收紧钢丝绳，借此完成振动下沉工序任务，收紧钢丝绳能够起到提升沉管速度的效果。在这一过程中，工作人员需要做到每下沉0.5～1m 的长度就完成5～10s 的振动，直到下沉深度达到设计的要求。由于在这一过程中需要随时控制下沉长度和振动秒数，因此需要耗费施工人员大量的精力和时间。但在信息智能技术渗透和应用的背景下，使用碎石桩技术的施工人员可使用自动生成的智能化程序替代人力，完成长度控制和振动秒数的控制工作，这能够使振动成孔工序质量得到大幅度的提升[6]。
3.4 停振灌料工序
在振动停止后，施工人员便需要开始进行灌料。需注意的是，该过程使用的石料级配应当达到核定标准，粒径最小不得小于20mm，最大不得超过60mm。除此之外，在灌料之前施工人员还需注意石料的含泥量。含泥量如果超过3%，那么就意味着石料已经被污染，此时的石料是不能直接使用的，需要施工人员通过专业的冲洗工具洗净石料内的泥沙，使石料的含泥量下降到3%以内，且在石料使用之前，工作人员还应当对石料的质量进行反复查验，如果石料已经出现风化现象，那么就不宜在碎石桩施工过程中进行使用。
在振动成孔工序循序推进，沉管下降到既定高度后，施工人员应当立即进行石料的补充和投放，争取让桩孔能够第一时间被填满。在这一过程中，施工人员还需要及时清理孔口和管壁处附着的泥土，如果泥土混入石料中，则会使得石料被污染。在灌料的过程中，石料的灌注量一般要达到0.2m2/延米以上，小于这一数值，则意味着石料的灌入量不够充足。在后期的填料过程中，施工人员应尽可能地用掉灌料前准备的所有石料，这是保障碎石桩施工技术达到理想状态的重要前提。
3.5 反插补料工序
灌满石料后，施工人员需要立即在振动的过程中进行拔管。这一过程中需注意控制拔管高度，如果拔管高度不在合理范围内，那么反插补料工序就无法顺利推进。如无异常情况，拔管高度需要大于0.5m，小于1m。拔管后反向插入深度应当控制在0.3～0.5m左右。在这一过程中，持续振动时间不得少于5s，也不得多于10s。在反插过程中，施工人员需及时填补石料，填补次数不得少于两次。第一次投料填补的时间节点，应当是成桩长度不超过桩管长度1/2 左右的时间。在桩管提出地面后，虽可停止振动，却仍然需要继续在孔口处投料，直至原先准备的设计用料全部使用完毕。需注意的是，整个反插补料过程中反插的速度和提升的速度应当保持平衡。在拔管过程中，拔管的速度应控制在1m/min 左右。如果沉管需要从淤泥夹层当中穿过，那么施工人员需要适当地放缓拔管时间，降低拔管高度，控制反插的深度。
4.1 完善碎石桩技术的验收方法
在软基加固施工完成后，工作人员需要对碎石桩技术使用的每一流程进行记录，研究不同流程的关键数据信息，进行碎石桩技术使用过程的二次审查。如果碎石桩技术使用过程中出现了纰漏，那么施工人员则需要在第一时间制定补救方案，这能够让软基加固施工技术的使用达到理想状态。在技术验收的过程中，施工人员需要审查黏土性碎石桩的结构，通过初探法或单桩荷载试验法的应用，勘测碎石桩技术使用后的地基质量。在验收过程中，施工人员需要锤击地基，如果锤击次数大于5，地基的沉降数据小于60mm，则意味着碎石桩技术的使用获得成功。如果锤击次数大于5，地基沉降数据大于60mm，就意味着碎石桩施工并未达到既定目标。在以往的施工过程中，锤击地基试验的执行度不高，许多施工人员会忽略这一验收环节。要想提升碎石桩技术的使用质量，就需要将锤击地基试验纳入常规验收流程中。
4.2 全面提高工作人员操作水平
碎石桩技术的使用质量会直接影响到软基加固施工效果，因此参与这一工作流程的技术人员，需要不断提升个人的操作水平和操作能力，认真学习国外碎石桩技术使用过程中的先进经验，并在信息技术不断完善与渗透的现代社会，合理购入现代化智能操作设备，完成碎石桩技术的使用。由于碎石桩施工过程中的振动成孔和停振灌料工序需使用精细化的操作手法完成，因此以智能技术代替人力进行关键数据信息的把控，能够让碎石桩施工操作质量变得更为理想，降低这一过程中出现失误的概率。这就意味着参与碎石桩施工流程的操作人员，需要具备使用信息技术完成各项操作流程的能力，争取完成有精细化操作要求的振动成孔和停振灌料工序的任务。只有如此，才能使软基加固施工质量达到既定目标。
4.3 全面完善孔隙压力的观测操作
在碎石桩施工技术使用过程中，施工人员需要对孔隙的水压力和土压力进行及时的观测与记录。在水压力观测过程中，施工人员可使用一孔多只的孔压剂埋设法，通过在砂垫层底部埋设观测仪器的方式，进行压力数据统计。埋设间距应当控制在2m 左右，在钻孔埋设的过程中，需要进行数据的记录工作。每埋设一个孔压计，工作人员都需要通过接收仪器测定孔压计是否能正常运作。在土压力观测的过程中，施工人员也依然需要使用专业仪器埋设法。但在埋设过程中，需要尽可能地保持挖坑的水平性，只有如此才能够让土压力计埋设后的位置变得更为稳固。在埋设工作完成后，施工人员还需要使用细砂填补土压力计周围的空隙，填补范围大约在20cm。与孔压力计埋设相类似，施工人员需要使用专业的接收仪器，检查土压力计是否能够正常运作。如果压力计的使用出现了问题，那么工作人员需要及时进行问题分析。在土压力计埋设后，工作人员不能在第一时间完成土方的填筑工作，需等待土压力计读数稳定后再进行埋设。
总而言之，在软土地质的公路工程建设中，使用加固碎石桩施工技术来改变原有的地基性能是很有必要的，只有如此才能够确保公路施工建设质量达到既定标准，确保公路施工建设的过程中不会发生地基沉降问题，否则公路施工的最终效果很可能出现偏差，最终影响到公路的使用性能，影响到交通参与者的人身安全。
猜你喜欢 石料黏性工序 品种钢的工序计划优化模式分析山东冶金(2022年3期)2022-07-19120t转炉降低工序能耗生产实践昆钢科技(2022年2期)2022-07-08高密度电法在建筑用石料勘查区遴选中的应用建材发展导向(2021年18期)2021-11-05大理石大板生产修补工序详解(二)石材(2020年4期)2020-05-25富硒产业需要强化“黏性”——安康能否玩转“硒+”当代陕西(2019年14期)2019-08-26石料抛填施工工艺在水利堤防施工中的应用建材发展导向(2019年11期)2019-08-24土建工程中关键工序的技术质量控制建材发展导向(2019年10期)2019-08-24如何运用播音主持技巧增强受众黏性传媒评论(2019年4期)2019-07-13玩油灰黏性物成网红华人时刊(2017年17期)2017-11-09植物“粘”上石料——用植物胶水与石料制作环保耐火钵的研究发明与创新(2016年5期)2016-08-21
