学文网摘 要：在高速公路的建设中，软土地基是较为常见的一种施工条件，同时也是难度较大的一种。在对软土地基进行施工中要根据地基和周围条件的不同采取科学合理的施工方法。本文主要通过对公路软土地基路堤中碎石桩的施工工艺进行介绍，旨在给相关的道路建设工作人员提供一定的借鉴和参考。
关键词：碎石桩；软土路基；施工工艺
碎石桩技术在公路软土地基中得到了广泛的应用，在具体的施工过程中又有成桩过程和碎石桩的作用有着很大的差异，所以，其施工方法也不同。最为常见的就是一下四种方法：第一，挤密法。这种方法主要是对砂性土和粘土等土质较为实用。在运用挤密法的关键就是填料密实，常见的是振冲挤密法或者沉管法。第二，排土法。对于饱和粘土等土质经常采用。在应用的过程中，将孔内的土排挤到孔周围，然后振动碎石成桩。第三，置换法。主要是用随时置换桩内的土体。对于饱和性粘土效果较为明显。通常采用钻孔锤击法。第四，其他方法。水泥碎石桩都是较为常见的。
1 加固机理分析
对于较为松散的砂性土和软弱粘性土来说，都要应用到碎石桩技术，但是在具体的施工过程中，碎石桩起到的作用却是不同的。但是主要有以下几种：
1.1 挤密的功能
在采用沉管法进行碎石桩施工时，桩管会对周围的软土进行挤压。使得软土层的密实程度不断加大，间隙减小。同时在空中填入的大量粗骨料也会随着碎石桩的作用而被挤压到周围的土层中。这样一来地基的承载能力就得到了改善，和没有采用碎石桩技术的时候相比，其承载力提高了2-5倍。挤压作用比较适用松散的砂土。也是非常常见的一种稳固地基的方法。
1.2 置换的功能
如果施工的土质为粘土，那么挤密作用就不会发挥相应的效果，就要采用另外一种方法，置换。由于粘土的粘粒含量较高，相互之间的结合力较强，所以运用普通的振动法，不能达到预期的效果，但是如果用碎石来和土进行置换就会加固路基的稳定性；排土法也是一种置换方法，但是其强制性较大。在施工的时候会对路面造成一定的影响，所以要进行碎石和土的有效置换，这样在形成一个密实的桩体时，与粘土构成了复合地基。
1.3 排水功能
在制桩过程中，由于振动、挤压或扰动等原因，桩间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。
1.4 垫层和加筋功能
在施工的过程中会出现软土层厚度较小，而且整个桩体可以穿过软土层，到土质较硬的一层。在这种情况下，桩体得到了一定的应力集中的作用，适当地分担了软土承受的重力。这样的结构和原来的软土地基相比其承载力明显增强，同时压缩性也相对减少。如果软土层的厚度较大，桩体就可以不必穿过整个软土层，符合土体起到了一定的垫层作用。垫层作用主要就是将所受的应力均匀分布，提高地基各个部位的承载力，避免沉降。
2 碎石桩设计原则
2.1 加固范围
加固的范围受到建筑物本身的一些特点和施工周围的条件等因素的影响而有所不同，但是一般情况下，加固范围要大于基底的面积。通常说来，普通的地基要在基础外扩大两排左右的排桩，对于可液化的地基来说，应该三到四排。而对于等级较高的地基来说，扩大的范围要按照距离来算，较为常见的就是在1-3m左右。所以，加固范围要根据地基的不同标准来判断。
2.2 桩位布置
对于桩位的布置工作也是要根据地基的不同而不同。通常情况下要分成不同的形状。如果遇到大面积的满堂处理，那么最常见的方式就是布置成三角形。对于***的或者是条形的基础，桩位最好采用正方形、矩形等。如果基础是圆形或者环形，那么放射形的桩位应该得到更好的采用。
2.3 加固深度
加固的深度也是一个变量，要根据软土的性能、厚度以及施工工程的相关要求来确定。如果相对硬层的埋藏深度不大，那么就要依据硬层的埋藏深度来定；如果深度较大，就要不超过建筑物地基容许变形的要求。为了更好地加强地基的稳定性，其深度要高于最危险滑动面的深度。如果地基中有水，就要按照抗震深度来确定，同时也要对桩长有一定的要求。
2.4 桩径的规定
碎石桩的直径应根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。采用30kW振冲器成桩时，碎石的桩径一般为0.70～1.0m，采用沉管沉桩时，碎石桩的直径一般为0.3～0.7m，对饱和粘性土地基宜选用较大的直径。
2.5 材料的选用
桩体材料可以就地取材，一股使用碎石、卵石、砂砾石等，含泥量不大于5%。碎石桩桩体材料的允许最大粒径与振冲器的沉管外径和功率有关，一般不大于8cm，对于碎石常用的粒径为2～5cm，且级配良好、无风化。
2.6 垫层要求
碎石桩施工完毕后，基础底面应铺设30～50cm厚透水性好的碎石垫层，垫层应分层铺设，用压路机压实，垫层表面铺设一层土工布，防止水渗透到路堤内，土工布上铺设一层30cm碎石土或砂。在不能保证施工机械正常行驶和操作的软弱土层上，应铺设施工用临时垫层。
3 碎石桩施工方法
3.1 施工机具
主要施工工具有振动打桩机，下端装有活瓣钢桩靴的桩管，移动式打桩机架，装碎石斗等。
3.2 施工工艺
平整场地桩靴闭合，桩管垂直就位将桩管沉入土层中到设计深度将料斗插入桩管，向桩管内灌注碎石边振动边拔起桩管。
3.3 施工质量的控制
施工中应注意以下问题：施工顺序应由边向中，从两端到中间；桩身连续性，用拔出桩管的速度控制，而拔管的速度根据试验确定，在一般情况下拔管lm控制在30s以上。如采用逐步拔管法，每次拔起桩管这0.5m，停拔速振为20s，可以保证碎石的密度和桩间土的密度；桩直径用灌碎石量控制，要少吃多餐。严格防止“断桩”和“颈缩桩”的发生；在桩管拔出后，用一块面积稍大于桩径厚为lcm的钢板垫在桩顶，将桩管对准垫板压上后振动20s，将桩顶碎石振密。
结束语
碎石桩技术在公路软土地基的施工中得到了广泛的应用，不仅因为这种技术本身具有施工方便，取材范围较广、施工成本相对较低、效果较为明显的特点，而且，最主要的原因是碎石桩技术能够有效地处理软土路基的土质，大大地缩短了工期。而且在施工的过程中少污染，易于操作。所以，在今后的软土地基施工中应该将碎石桩技术进行推广，保证公路路基的稳定性。
参考文献
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[2] 武贵中，陈伯芳.挤密碎石桩处理软土地基施工技术分析[J].黑龙江科技信息，2008（36）.
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