浅述振冲碎石桩法处理公路深层软基
摘要：伴随着我国高速公路及高等级公路的快速发展，对不良地基的处理技术变得越来越重要。本文就河北省沿海高速公路工程，介绍下利用振冲碎石桩法处理深层软土地基的施工工艺、施工注意要点及其质量检验。
关键词：深层软弱地基；振冲碎石桩；试桩 1 引言
当软土地层的厚度超过三米时，就视为深层软弱地基。对深层软基处理的成功方法各种各样，集中体现了对公路深层软基治理技术的精华。根据土质情况的不同，采用与之相适应的处理方法，本文主要介绍软土复合地基法的振冲碎石桩法。 2 振冲碎石桩法的介绍
振冲碎石桩法处理深层软基，属于复合地基的一种，由振冲碎石桩与软土地基本身构成符合材料，共同承担路堤传来的荷载。利用一种可产生水平振动的设备，在高压水流下边振边冲，从而在软弱地基中成孔，于孔中填入碎石等材料，形成一个粗大的柱子，因此称为碎石桩。
振冲碎石桩的特点：①同周围的深层软土地基相比，振冲碎石桩的强度与刚度大得多，但与钢筋混凝土相比又小得多，压缩模量碎石桩为3~15mpa，而软土则是1~5mpa；②碎石桩的直径与桩距同复合地基的强度密切相关，直径越大，桩距越小，复合地基的强度
就越大。③振冲碎石桩的形状参差不齐，其边缘嵌入到周围土层中，进一步形成互相制约的结构，增强了地基的稳定性。 3 振冲碎石桩法应用范围
碎石桩及其间软土组成一个压缩性小、承载力高的共同体，即碎石桩软土复合地基，主要用于治理地基强度不小于80kpa的不排水黏性土深层软基，同时也经常用于砂土地基的加固。 3.1 振冲碎石桩法治理深层黏性土地基
利用振冲设备进行黏性土地基加固时，还必须在振冲孔中加入粗集料，通过振冲设备的振动形成一个粗大的碎石桩体，与粘性软弱土构成符合地基。碎石桩不仅对黏性土地基起到了加固作用，还具有排水固结效应，因为碎石桩本身又具有良好的排水性能。 目前振冲碎石桩治理黏性软土地基技术还不太成熟，所以，用此法进行高速公路与高等级公路的路基的施工前，必须先在现场进行试桩，进一步确定施工的参数等。 3.2 振冲碎石桩治理砂土软弱地基
在沙土土层中，利用振冲设备产生的强迫振动，其频率接近于砂土的固有频率时，砂土逐步产生共振，迫使砂土开始浮动起来，即液化。砂土被液化后，原来的结构破坏，在上部荷载与振动的作用下，砂土颗粒重新排布，孔隙大大减小，密度增大。 在振冲孔内投入碎石，迫使其在振动中挤入砂土，使砂土进一步密实，进而起到加固作用。实践说明，投入碎石的粒径越大，加
固的效果越理想。 4 振冲碎石桩法的施工
振冲碎石桩法的施工，其工艺即使比较简单，但其所遇到的土层却是十分复杂的，为确保碎石桩施工的顺利进行，必须熟练掌握其施工工艺。
4.1 振冲碎石桩的施工准备
① 试桩。在振冲碎石桩正式施工前必须进行试桩，才能确定施工时所采取的水压、水量、填料的方式及填料量、制桩的时间等参数。
② 施工准备内容。包括施工机具的准备，根据工程要求、试桩参数、地质气候条件等准备合适的器械；施工现场的准备，在碎石桩的施工现场，必须做到“三通一平”，即水、电、料通，场地平整。只有保证了这些，才能施工顺利、按时完工。 4.2 振冲碎石桩的施工顺序
在碎石桩的施工工程中，保证合理的施工顺序才能起到预期的目的，进一步加强其深层软土软土地基。制作碎石桩时，应按照“由里向外”或者“从一边向另一边”的施工顺序进行；当靠近其他建筑物时，应采取跳打的施工顺序，这样才能避免中间加固的薄弱环节。
4.3 振冲碎石桩的施工步骤
振冲碎石桩的施工步骤，一般可分为成孔、清孔、加料及振密
等。在振冲设备与高压水的作用下，由地表向下冲成以直径500mm左右的孔洞。在黏土性地基施工时，成孔后再利用振冲设备用水进行冲洗两至三次，直至孔内流出清水为止。清孔结束后，向孔内加料，加料时，每倒入1m高，用振冲设备振密一次，如此反复进行，直至将孔振满振密。碎石桩振完后，由于桩顶反复受载，桩的密实度得不到保证，需对桩顶1m左右进行处理，挖出另作垫层或振密实。
5 振冲碎石桩的工程实例
河北省沿海高速公路，位于乐亭、唐海、滦南县的区段属于ⅶ级烈度区，地下水位很浅，砂土与饱和亚砂土较多，砂土液化现象极易出现，因此，在中等以上的砂土液化路段中的桥以上构筑物及桥头等路段，采取振冲碎石桩的方法进行软基的加固。中桥两侧处理段30m，大桥两侧处理段为50m，利用振冲碎石桩法可提高松砂的密实度、承载力，进而有效地消除砂的液化现象。振冲碎石桩采用正三角形布桩，桩间距2.0m，桩径1m。使用的是自然级配填料，但不允许使用单级配料，含泥量不超过10％，粒径大小4~10cm，最大粒径不大于15cm。在碎石桩的上面500mm的碎石垫层，其材料与桩体材料一样。振冲碎石桩的承载力标准值不小于450kpa，符合软土地基承载力150 kpa。 5.1 振冲碎石桩施工要点
① 施工前必须进行现场工艺试验，试验桩根数不少于5根，通
过试验确定制孔时电流大小、制孔水压、加密电流、加密水压、留振时间、填料等参数及具体的施工工艺注意事项。
② 在施工前还必须进行场地的平整，对桩位进行测量确定，施工机械的就位，使振冲装备对准桩位。
③ 将供水泵及振冲设备开启，振冲设备下部的射水量及水压达到工艺要求时，启动振冲设备进行制孔。制孔速率易取0.5~2m/min；制孔过程中应保证振冲设备的悬挂状态，以保证孔的垂直性；遇到较硬土层时，振冲设备应上下来回移动几次，将该段孔径扩大，利于填料的进行。制孔过程中，应随时记录开挖至各深度时的电流、水压和留振时间。
④ 当孔的深度达到设计要求时，将振冲设备提出，再放入孔底，同时冲水，来回2~3次，清洗内壁，使泥浆变稀，直至由孔口流出清水为止。
⑤ 孔洞清洗后，再将振冲设备降至距孔底30~50cm处，进行填料，一次填料的厚度不能大于半米，把振冲设备沉入填料中振密制桩，由电流的大小判断桩的密室情况，待密实后，再次提升振冲设备30~50cm，周而复始，由下而上制桩到孔口，随时记录各阶段的填料量、电流值与留振时间，并符合设计要求。
⑥ 桩体施工完毕后，对桩顶部进行处理，将桩上部振动碾压密实后，铺设垫层并压实。对于重要的承重部位，应挖除桩头上部一米左右的碎石在进行振动碾压振实。
⑦ 为了填入振密的顺利进行，填料时不能过猛，应遵守“少吃多餐”的原则。
⑧ 在一般的路段采取隔行振冲的施工顺序，位于桩基构造物两侧的路段，采取先从邻近桥台的一边折线行向外逐步推移的施工顺序。
⑨ 振冲制孔时会产生大量的污水，因此排污系统需精心设计构筑，妥善解决泥浆漫流现象，文明施工，保护环境。 5.2 施工中对振冲碎石桩的质量检验
施工的允许误差，必须符合公路设计规范的要求。按照下述方法进行加固质量的检验，以确保碎石桩的施工质量。对于粘性土、亚砂土地基必须间隔一段时间再进行检验，而砂土地基可以不间隔。
① 施工原始记录：详细、如实地记录并及时汇总分析，如有不符合要求的，马上进行纠正，由监理单位进行监督检查。 ② 密实度的检查：对其中5％的桩体进行重ⅱ型动力触探测试，贯入度100mm时，不少于5次的击数。
③ 土层液化的判断：在每个桥头要选取三处进行标准贯入试验，来判断桩间土的液化情况。
④ 荷载试桩：抽取0.5％进行加载试验，要求其中单桩与复合地基各一半。
以上各项检测必须由专业资质的人员来进行，以确保整个复合
软土地基的稳定性、承载力等。 6 小结
我国的幅员广阔，地质条件各异，伴随着我国经济的发展，更多的更高等级的公路即将建设，对不良地基的处理就提出了更高的要求。相信科技的不断进步，工业化水平的继续提高，会促使对不良地基的治理方法与措施的不断推陈出新。
