论文部分内容阅读
摘要：在当前我国社会经济建设水平不断提升的背景下，道路基础工程的重要地位也随之提升，国家不断加强在道路基础工程建设方面的资源投入力度。软土路基是道路工程施工过程中面临的主要问题之一，对道路使用寿命以及行车安全性造成直接影响。由此，振冲碎石桩技术成为解决路桥工程软土路基的主要手段之一。基于此，本文将结合实际案例对振冲碎石桩加固技术应用要点进行研究，希望对工程建设人员提供参考意见。
关键词：路桥工程;软土地基;振冲碎石桩加固技术
Abstract： In the context of the continuous improvement of the current level of social and economic construction in my country， the important position of road infrastructure has also increased， and the country has continuously strengthened its investment in road infrastructure. Soft soil roadbed is one of the main problems faced in the process of road engineering construction， which has a direct impact on road service life and driving safety. As a result， the vibratory stone pile technology has become one of the main methods to solve the soft soil roadbed in road and bridge engineering. Based on this， this article will combine actual cases to study the key points of the application of vibro-impact gravel pile reinforcement technology， hoping to provide reference opinions for engineering construction personnel.
Keywords： road and bridge engineering; soft soil foundation; vibro-impact gravel pile reinforcement technology
在当前我国路桥工程施工技术不断成熟的背景下，各类软土路基加固技术不断被提出，并在提升我国路桥工程建设质量方面发挥着重要作用。各种软土路基加固处理技术日趋成熟，同时也出现了许多新技术、新工艺。振冲碎石桩加固技术在实际应用过程中呈现出明显的施工成本低、作业流程简单、对设备要求较少的优势，由此，被广泛应用于国内外路桥建设过程中。考虑到我国疆域广阔，路桥工程实际建设过程中遭遇软土路基的几率较大，由此，加强对振冲碎石桩加固技术的研究具有重要现实意义。
1.软土地基特征
通常情况下，建设行业内将实际施工过程中需要进行处理的软粘土、冲填土等归属于软土地基类别之中。此类土体的特征在于，存在于天然地基之上，但是在实际施工过程中无法满足路桥工程设计对地基承载力以及变形幅度等指标的要求，需要施工单位对其进行加固处理，加固处理的工艺方法有许多种，有换填法、水泥系加固法等。根据软土层特性以及工程设计对地基条件的要求，并非所有软土层都需进行加固处理，根据施工要求为标准进行划分，需要处理的软土层主要包含以下两种：第一，相对软弱土。此类型土体主要包含淤泥以及淤泥质土，此类地基承载力较弱，含水量一般较大，对此类地层的判断可以依照其中有机质及天然水含量进行，此外，技术人员可以根据天然孔隙测定比进行判断看，数值在10以上即为相对软弱土，整体渗透性较差，土层的各项指标难以满足路桥工程施工规定的承载力质变以及变形指标;第二，动力失稳土。此类型土体主要包括可能在震动以及车辆荷载等因素的影響下产生液化或沉陷的砂性土、震陷土等[1]。此类土质状况容易造成道路路基基层承载力不足，不能满足道路各项性能指标，需要对其进行处理。
2.工程概况及碎石桩设计
为详细叙述振冲碎石桩加固技术的应用要点，本文将结合实际工程案例进行分析。案例工程段位于某地区河流下游入海口冲积平原地带，施工设计中，案例工程段需要多次跨越河流，属于一级阶地及河漫滩。施工单位对施工区域进行实地勘探后发现施工路段底层工程性质差，多数地段难以承载施工及后续应用压力，同时局部底层出现液化及浸水的风险远超于其他部分，因此，为满足作业完成后沉降标准要求以及消除液化风险，同时增加地层的承载力，施工单位在综合实际情况的基础上决定采用振冲碎石桩加固技术。
本工程碎石桩设计过程中，施工技术人员在实际条件影响下，同时结合了本工程实际现场工况，制定了仅针对15m范围内存在砂土液化风险的区域进行加固施工处理，这样即达到了处理软土的要求，同时也保证了一定的经济效益。对处理深度的判断依据可液化沙土层进行判断，深度超过相应地层即可。本项目施工过程中确定振冲碎石桩储存规格为桩径0.6m，依据工程施工经验，桩间距设置应保持在桩径的3～4倍范围内，由此，设计桩间距为2m，采用等边三角形模式进行布置[2]。
在桩间距变换控制过程中通常依据由密到疏的原则进行，同时保证桩身及复合地基承载力分别超过450kPa以及150kPa。通过利用重Ⅱ型动力触探方式对施工区域进行测试，当沉入度在10cm范围内时，击打次数应控制在6次以上，满足此要求。 3.振冲碎石桩施工技术要点
3.1施工准备环节
施工单位在实际建设过程中应充分认识到准备阶段在提升施工质量方面发挥的重要作用，保证设备的完好性、方案的可行性经济型等。本环节作业过程中，施工单位首先依据工艺要求对作业地点进行全面清理，确保不受杂质、积水等不良情况的影响，导致施工质量出问题。同时，利用机械设备充分夯实回填素土，进一步消除其中存在的杂质等[3]。在地基整平后，经测算地基承载力可以满足施工作业要求，方可进行施工。如在实际作业过程中若发现地基出严重液化问题，碎石机运行过程中倾斜或下沉，施工单位应在相应区域40～100mm范围内的岩层区域进行铺设，进而实现保证碎石桩机稳定性的目的。
在测量放线环节。施工人员首先对边线桩位置进行测定、复核，具体操作方法为依据中线对两侧基桩位置进行标定，随后对标定区域内地基表面进行清理。在经过整平处理后的地基位置，重新进行位置测量及标定，并依据实际情况制定相应排水措施，保证施工场地无积水。碎石桩在实际作业过程中应注意保持清洁度以及干燥性，同时依据工程设计要求对碎石强度及耐磨度进行选定，碎石颗粒要求有棱角且不粘连杂质[4-5]。依据实际情况要求，本工程采用粒径为2～5cm范围内，含泥量在3%以下的碎石。
3.2工艺流程要点
案例工程中，施工单位严格依照振冲碎石桩加固技术工艺流程及施工方案要求开展，具体为：第一，对施工区域路面及路面下进行全面清洁，并进行整平作业;第二，依据工程建设实际要求对桩机位置进行确定并做出调整，切实保证桩机稳定行以满足设备运行要求;第三，将桩尖进行闭合处理并将其对准桩位，打开桩锤沉管并进行后续造孔作业;第四，管道下沉至设计深度后，施工单位需要对孔隙进行密封处理，并利用设备振动10～20s，确保土层密实后在进行拔管操作;第五，将施工电流转换为非施工小电流模式，完成成桩作业流程，并进行后续施工[6-7]。
3.3放线环节要点
道路碎石桩设计主要采用正三角形布局方式。施工单位在实际作业过程中首先依据设计图纸对路基长度及宽度进行测量并计算出桩位布置区域，在经过与设计人员沟通明确桩位标定准确后，对各桩位进行测量，并利用长竹签对桩位进行标定。
3.4造孔环节要点
案例工程在实际进行造孔作业过程中，首先启动供水泵及振冲器，当观测到振冲器下端射水口出水压力及出水量满足施工需求后开启振动器。在作业过程中，针对振冲器水流流速的控制应保持在0.5～2m/min范围内。为避免造孔作业过程中出现斜孔问题，施工单位采用悬挂振冲器方式进行施工。造孔达到预定深度后，施工单位立即清理孔内泥土，为后续物料填充早好准备[8]。
3.5成桩环节要点
在造孔作业完成后，施工人员首先将振冲器上提30～50cm，在孔底进行留振操作，整个环节持续10s左右后进行拔管。在填料作业环节，施工单位依照少量多次的原则，避免一次填料厚度过高，同时再填料过程中利用振冲器对填料内部进行振动处理，一方面提升填料密实度，另一方面保证物料充分进入到孔壁土体内部。孔壁土约束力会随着物料填入厚度提升而提升，当约束力及振力保持相同状态时，桩直径会停止变化。此时若继续进行振密处理，振动器电流会呈现出激增状态，当电流与密实电流相同时，即可判定此时桩体以达到密实状态[9]。
4.结束语
综上所述，在当前路桥工程建设规模不断提升背景下，加强对软土路基处理技术的研究力度具有重要意义。本文研究中结合实际案例对振冲碎石桩加固技术进行研究。案例工程在经过加固处理后，经测试可知，所有试验点累积观测沉降值均控制在规范要求数值标准以下，同时当荷载加至240kN以上时，施工区域地基均未出现损坏现象，合格率达到95%，完全满足软土路基加固处理要求。由此可见，施工路段经过加固处理后，路基承载力的到有效提升，進而可得出结论振冲碎石桩加固技术具备处理软土路基的可行性。
参考文献
[1]周恺.软土地基施工技术在路桥施工中的应用分析[J].建筑与装饰， 2019（14）：131-131.
[2]姜会玲.公路桥梁施工中软土地基施工技术要点分析[J].工程建设与设计，2020，（009）：232-234.
[3]钱凯.公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用分析[J].黑龙江交通科技，2019，303（05）：118+120.
[4]胡美斌.路桥施工中的软土地基施工技术应用[J].砖瓦世界，2020，（006）： 213-214.
[5]刘勤，何会宾.论公路桥梁施工中软土地基施工技术应用[J].住宅与房地产，2019，546（24）：216+231.
[6]张琦.路桥工程在软土地基施工的技术要点[J].黑龙江科学，2014，（1）. 238.
[7]孟小勇.论路桥施工中的软土地基施工技术[J].中华民居，2014，（15）. 354-355.
[8]余成体.公路桥梁施工中的软土地基施工技术[J].交通建设与管理， 2014，（4）.15-16.
[9]辛贝贝，王航.浅论路桥工程施工中的软土地基处理技术[J].中国新技术新产品，2014，（1）.45-45.
关键词：路桥工程;软土地基;振冲碎石桩加固技术
Abstract： In the context of the continuous improvement of the current level of social and economic construction in my country， the important position of road infrastructure has also increased， and the country has continuously strengthened its investment in road infrastructure. Soft soil roadbed is one of the main problems faced in the process of road engineering construction， which has a direct impact on road service life and driving safety. As a result， the vibratory stone pile technology has become one of the main methods to solve the soft soil roadbed in road and bridge engineering. Based on this， this article will combine actual cases to study the key points of the application of vibro-impact gravel pile reinforcement technology， hoping to provide reference opinions for engineering construction personnel.
Keywords： road and bridge engineering; soft soil foundation; vibro-impact gravel pile reinforcement technology
在当前我国路桥工程施工技术不断成熟的背景下，各类软土路基加固技术不断被提出，并在提升我国路桥工程建设质量方面发挥着重要作用。各种软土路基加固处理技术日趋成熟，同时也出现了许多新技术、新工艺。振冲碎石桩加固技术在实际应用过程中呈现出明显的施工成本低、作业流程简单、对设备要求较少的优势，由此，被广泛应用于国内外路桥建设过程中。考虑到我国疆域广阔，路桥工程实际建设过程中遭遇软土路基的几率较大，由此，加强对振冲碎石桩加固技术的研究具有重要现实意义。
1.软土地基特征
通常情况下，建设行业内将实际施工过程中需要进行处理的软粘土、冲填土等归属于软土地基类别之中。此类土体的特征在于，存在于天然地基之上，但是在实际施工过程中无法满足路桥工程设计对地基承载力以及变形幅度等指标的要求，需要施工单位对其进行加固处理，加固处理的工艺方法有许多种，有换填法、水泥系加固法等。根据软土层特性以及工程设计对地基条件的要求，并非所有软土层都需进行加固处理，根据施工要求为标准进行划分，需要处理的软土层主要包含以下两种：第一，相对软弱土。此类型土体主要包含淤泥以及淤泥质土，此类地基承载力较弱，含水量一般较大，对此类地层的判断可以依照其中有机质及天然水含量进行，此外，技术人员可以根据天然孔隙测定比进行判断看，数值在10以上即为相对软弱土，整体渗透性较差，土层的各项指标难以满足路桥工程施工规定的承载力质变以及变形指标;第二，动力失稳土。此类型土体主要包括可能在震动以及车辆荷载等因素的影響下产生液化或沉陷的砂性土、震陷土等[1]。此类土质状况容易造成道路路基基层承载力不足，不能满足道路各项性能指标，需要对其进行处理。
2.工程概况及碎石桩设计
为详细叙述振冲碎石桩加固技术的应用要点，本文将结合实际工程案例进行分析。案例工程段位于某地区河流下游入海口冲积平原地带，施工设计中，案例工程段需要多次跨越河流，属于一级阶地及河漫滩。施工单位对施工区域进行实地勘探后发现施工路段底层工程性质差，多数地段难以承载施工及后续应用压力，同时局部底层出现液化及浸水的风险远超于其他部分，因此，为满足作业完成后沉降标准要求以及消除液化风险，同时增加地层的承载力，施工单位在综合实际情况的基础上决定采用振冲碎石桩加固技术。
本工程碎石桩设计过程中，施工技术人员在实际条件影响下，同时结合了本工程实际现场工况，制定了仅针对15m范围内存在砂土液化风险的区域进行加固施工处理，这样即达到了处理软土的要求，同时也保证了一定的经济效益。对处理深度的判断依据可液化沙土层进行判断，深度超过相应地层即可。本项目施工过程中确定振冲碎石桩储存规格为桩径0.6m，依据工程施工经验，桩间距设置应保持在桩径的3～4倍范围内，由此，设计桩间距为2m，采用等边三角形模式进行布置[2]。
在桩间距变换控制过程中通常依据由密到疏的原则进行，同时保证桩身及复合地基承载力分别超过450kPa以及150kPa。通过利用重Ⅱ型动力触探方式对施工区域进行测试，当沉入度在10cm范围内时，击打次数应控制在6次以上，满足此要求。 3.振冲碎石桩施工技术要点
3.1施工准备环节
施工单位在实际建设过程中应充分认识到准备阶段在提升施工质量方面发挥的重要作用，保证设备的完好性、方案的可行性经济型等。本环节作业过程中，施工单位首先依据工艺要求对作业地点进行全面清理，确保不受杂质、积水等不良情况的影响，导致施工质量出问题。同时，利用机械设备充分夯实回填素土，进一步消除其中存在的杂质等[3]。在地基整平后，经测算地基承载力可以满足施工作业要求，方可进行施工。如在实际作业过程中若发现地基出严重液化问题，碎石机运行过程中倾斜或下沉，施工单位应在相应区域40～100mm范围内的岩层区域进行铺设，进而实现保证碎石桩机稳定性的目的。
在测量放线环节。施工人员首先对边线桩位置进行测定、复核，具体操作方法为依据中线对两侧基桩位置进行标定，随后对标定区域内地基表面进行清理。在经过整平处理后的地基位置，重新进行位置测量及标定，并依据实际情况制定相应排水措施，保证施工场地无积水。碎石桩在实际作业过程中应注意保持清洁度以及干燥性，同时依据工程设计要求对碎石强度及耐磨度进行选定，碎石颗粒要求有棱角且不粘连杂质[4-5]。依据实际情况要求，本工程采用粒径为2～5cm范围内，含泥量在3%以下的碎石。
3.2工艺流程要点
案例工程中，施工单位严格依照振冲碎石桩加固技术工艺流程及施工方案要求开展，具体为：第一，对施工区域路面及路面下进行全面清洁，并进行整平作业;第二，依据工程建设实际要求对桩机位置进行确定并做出调整，切实保证桩机稳定行以满足设备运行要求;第三，将桩尖进行闭合处理并将其对准桩位，打开桩锤沉管并进行后续造孔作业;第四，管道下沉至设计深度后，施工单位需要对孔隙进行密封处理，并利用设备振动10～20s，确保土层密实后在进行拔管操作;第五，将施工电流转换为非施工小电流模式，完成成桩作业流程，并进行后续施工[6-7]。
3.3放线环节要点
道路碎石桩设计主要采用正三角形布局方式。施工单位在实际作业过程中首先依据设计图纸对路基长度及宽度进行测量并计算出桩位布置区域，在经过与设计人员沟通明确桩位标定准确后，对各桩位进行测量，并利用长竹签对桩位进行标定。
3.4造孔环节要点
案例工程在实际进行造孔作业过程中，首先启动供水泵及振冲器，当观测到振冲器下端射水口出水压力及出水量满足施工需求后开启振动器。在作业过程中，针对振冲器水流流速的控制应保持在0.5～2m/min范围内。为避免造孔作业过程中出现斜孔问题，施工单位采用悬挂振冲器方式进行施工。造孔达到预定深度后，施工单位立即清理孔内泥土，为后续物料填充早好准备[8]。
3.5成桩环节要点
在造孔作业完成后，施工人员首先将振冲器上提30～50cm，在孔底进行留振操作，整个环节持续10s左右后进行拔管。在填料作业环节，施工单位依照少量多次的原则，避免一次填料厚度过高，同时再填料过程中利用振冲器对填料内部进行振动处理，一方面提升填料密实度，另一方面保证物料充分进入到孔壁土体内部。孔壁土约束力会随着物料填入厚度提升而提升，当约束力及振力保持相同状态时，桩直径会停止变化。此时若继续进行振密处理，振动器电流会呈现出激增状态，当电流与密实电流相同时，即可判定此时桩体以达到密实状态[9]。
4.结束语
综上所述，在当前路桥工程建设规模不断提升背景下，加强对软土路基处理技术的研究力度具有重要意义。本文研究中结合实际案例对振冲碎石桩加固技术进行研究。案例工程在经过加固处理后，经测试可知，所有试验点累积观测沉降值均控制在规范要求数值标准以下，同时当荷载加至240kN以上时，施工区域地基均未出现损坏现象，合格率达到95%，完全满足软土路基加固处理要求。由此可见，施工路段经过加固处理后，路基承载力的到有效提升，進而可得出结论振冲碎石桩加固技术具备处理软土路基的可行性。
参考文献
[1]周恺.软土地基施工技术在路桥施工中的应用分析[J].建筑与装饰， 2019（14）：131-131.
[2]姜会玲.公路桥梁施工中软土地基施工技术要点分析[J].工程建设与设计，2020，（009）：232-234.
[3]钱凯.公路桥梁施工中软土地基施工技术的应用分析[J].黑龙江交通科技，2019，303（05）：118+120.
[4]胡美斌.路桥施工中的软土地基施工技术应用[J].砖瓦世界，2020，（006）： 213-214.
[5]刘勤，何会宾.论公路桥梁施工中软土地基施工技术应用[J].住宅与房地产，2019，546（24）：216+231.
[6]张琦.路桥工程在软土地基施工的技术要点[J].黑龙江科学，2014，（1）. 238.
[7]孟小勇.论路桥施工中的软土地基施工技术[J].中华民居，2014，（15）. 354-355.
[8]余成体.公路桥梁施工中的软土地基施工技术[J].交通建设与管理， 2014，（4）.15-16.
[9]辛贝贝，王航.浅论路桥工程施工中的软土地基处理技术[J].中国新技术新产品，2014，（1）.45-45.