楊波

摘 要：長期以來，高速公路擔(dān)負(fù)著國家經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸、區(qū)域人文交流的重要職責(zé)，不僅能提升通行效率，也能節(jié)約土地資源。高速公路施工里，軟土地基的加固對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。所以，本文以xx高速公路某段工程為例，對(duì)水泥粉煤灰碎石混凝土樁的加工原理、施工要求作了詳細(xì)分析。同時(shí)，還介紹了三種質(zhì)量檢測(cè)方法，并就常見的軟基加工問題給出了對(duì)應(yīng)的解決方案，為類似項(xiàng)目的施工提供有用的建議。

關(guān)鍵詞：高速公路;砼樁;軟土地基加工;應(yīng)用分析

1前言

xx高速公路全長是59.3km，是“七縱五橫”的一個(gè)比較關(guān)鍵的成分。該公路北起羅源上樓，接羅寧高速終點(diǎn);南接福泉高速公路起點(diǎn)，至長樂營前，總計(jì)歷經(jīng)了2年半。xx高速公路的通車極大的緩解了當(dāng)?shù)亟煌▔毫?，加快了區(qū)域間經(jīng)濟(jì)文化交流。

按照設(shè)計(jì)規(guī)劃，xx高速公路沿線多水道、高山深谷，地質(zhì)復(fù)雜。特別是在連江東湖以南，所穿越的沖海積平面廣泛分布著強(qiáng)度小、含水量大的淤泥質(zhì)粘土，給施工帶來了巨大的挑戰(zhàn)。如果不采取特殊的措施處理軟土地基，不僅會(huì)導(dǎo)致行車不安全，也會(huì)使得施工受到較大的影響。

根據(jù)xx省域現(xiàn)有竣工工程項(xiàng)目看，在處理公路施工中的軟基時(shí)，主要根據(jù)軟土地基深度采取不同的施工方案。首先，對(duì)于淺層軟基，可使用粉煤灰樁法;其次，深層軟基，可使用“以橋代路“法，以此減少施工難度，控制不確定性因素。

1 水泥粉煤灰碎石混凝土樁加固機(jī)理

水泥粉煤灰碎石混凝土樁（ Cement Fly- ash Gravel Pile，粉煤灰樁） 有高度粘結(jié)性，無配筋計(jì)算要求，以石屑、粉煤灰、砂為原料，造價(jià)較低。同碎石樁相比，粉煤灰樁不易膨脹，能夠向軟基深層傳遞荷載?？傮w而言，在軟土地基加固中，粉煤灰樁扮演了樁體與擠密等相關(guān)角色。在載荷條件下，同軟土相比，粉煤灰樁不易被壓縮（與粘結(jié)強(qiáng)度有關(guān)）。在地基發(fā)生形變之后，灰樁會(huì)承受源自于基礎(chǔ)的附加應(yīng)力，并導(dǎo)致應(yīng)力集中。所以，粉煤灰樁具有經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性優(yōu)勢(shì)。

在振動(dòng)沉管法下，可以快速的對(duì)樁體摻合料進(jìn)行擠密。這樣，在灰樁成形后，其壓縮系數(shù)、孔隙比、含水量等參數(shù)都會(huì)大為縮小。

在軟土地基的加固中，如果采取粉煤灰樁方案，則需要將重點(diǎn)放在了減小地基形變、提高地基承載力上。特別需要做好樁體摻合料的選擇與擠密操作，增強(qiáng)樁體的承載力。如果地基屬于松散砂性土，則應(yīng)重點(diǎn)做好擠密工作。但是，在粉煤灰樁方案下，單純的對(duì)松散砂性土實(shí)行擠密作業(yè)將增加投入，延長工期。

2加固設(shè)計(jì)

在加固飽和軟粘土?xí)r，可參考無配筋沉管灌注樁方案來設(shè)計(jì)粉煤灰樁。在xx高速公路某段，所設(shè)計(jì)的粉煤灰樁的各項(xiàng)參數(shù)為：

樁長：10～30m，樁徑：40cm，樁距：1.6～2.4m。此外，栓樁尖設(shè)計(jì)為C35，樁身為C15（部分樁位C20）。

樁體碇材料：II級(jí)粉煤灰，中粗砂，石屑，碎石（24cm），水泥。

參考沉管灌注樁設(shè)計(jì)規(guī)范，確定灰樁單樁承載力。參考沿線地質(zhì)情況與荷載要求，可在砂性粘土層上設(shè)計(jì)持力層。

在路堤上刺入樁體時(shí)，路基的柔性荷載特性會(huì)使路基發(fā)生沉降。在實(shí)際施工中，通常會(huì)將擴(kuò)大頭樁帽設(shè)置在灰樁頂部來遏制沉降。在樁帽上，需加筋、墊層，以協(xié)調(diào)形變。樁帽標(biāo)號(hào)參考樁體設(shè)計(jì)。樁頂擴(kuò)大頭設(shè)計(jì)圖見圖1。

圖1粉煤灰樁樁頂擴(kuò)大頭示意圖

粉煤灰樁方案也可用于加固軟基通道、撼動(dòng)。為了防止路基與涵洞的連接位置出現(xiàn)沉降，不僅要做好地段順接，也要在樁頂加筋墊層，并控制樁距。若情況特殊，可將柱底墊板安裝在涵底。如下圖。

圖2涵洞處軟基處理示意圖

在路堤與橋臺(tái)間，可通過安裝“長短樁”來控制沉降。此外，還須安裝過渡板（5m）、搭板（8m）。圖3，為長短樁設(shè)計(jì)示意圖。

圖3 橋頭地段粉煤灰樁處理示意圖

在已建道路與新建道路之間，也可參考上述解決方案。若施工場(chǎng)地受限，可使用小孔徑鉆孔灌注樁、錨桿靜壓樁方案。

3粉煤灰樁施工要求

為提高粉煤灰樁施工質(zhì)量，加快項(xiàng)目進(jìn)程，應(yīng)做好以下幾項(xiàng)工作：

（1）施工場(chǎng)地應(yīng)具備同料、通電、通水條件，且場(chǎng)地要平坦。確保軟基排水系統(tǒng)通暢，在軟基兩側(cè)挖掘排水溝。嚴(yán)格按照平整度、壓實(shí)度指標(biāo)，設(shè)置土路拱。為場(chǎng)地附近有河溝、池塘分布，可進(jìn)行填砂、圍堰操作。

（2）按照樁位誤差低于5cm的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行樁位放樣，并埋置樁尖。根據(jù)機(jī)械抬架參數(shù)，確定灰樁樁長。

（3）嚴(yán)格的結(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告，鎖定灰樁配合比，提高配料的科學(xué)性。

（4）試樁抬架配重應(yīng)超過各端抬架配重的1/2，并記錄試樁時(shí)的樁長、電流等信息;檢測(cè)樁身完整性，計(jì)算樁體承載力。以試樁數(shù)據(jù)為參考，指導(dǎo)工種樁施工。

（5）使用靜壓振動(dòng)沉管灌注樁機(jī)。

（6）保護(hù)已有樁身，防止在移機(jī)、新裝施工中損壞已有樁體。打樁時(shí)，應(yīng)調(diào)樁、跳排施打。施工中，需通過橋臺(tái)后跳排向后退大;提高施工的精準(zhǔn)性，在核驗(yàn)排樁軸線后才施工;嚴(yán)格控制拔管時(shí)間，拔管前，需保持3～5s的振動(dòng);在向樁管灌入了3m的栓后，便可拔管。樁頂埋深應(yīng)超60cm，擴(kuò)大頭樁帽頂標(biāo)高應(yīng)相同。在28d齡期后，可填筑路基、鋪筑碎石層。

（7）在進(jìn)行樁基、橋臺(tái)的施工前，應(yīng)當(dāng)在距這些結(jié)構(gòu)物的30m之內(nèi)完成粉煤灰樁施工。

（8）嚴(yán)格做好試塊留樣檢測(cè)，為工程提供分析參考。為了跟進(jìn)栓的質(zhì)量，1臺(tái)機(jī)組每天所留樣的試樣應(yīng)當(dāng)為2組，且每組分別需進(jìn)行持續(xù)7天、28天的測(cè)試?；覙犊⒐ず?，應(yīng)在28d后檢測(cè)樁體。如果各相參數(shù)達(dá)標(biāo)，可填筑路基、鋪筑碎石層。

4質(zhì)量檢測(cè)

在明確了粉煤灰樁的各項(xiàng)參數(shù)之后，以施工要求為指導(dǎo)，進(jìn)行了加固設(shè)計(jì)。灰樁竣工后，需通過檢測(cè)來考察工程質(zhì)量，維護(hù)通車安全。在實(shí)踐中，可根據(jù)具體情況選用合適的檢測(cè)法，如PIT低應(yīng)變檢測(cè)、靜載實(shí)驗(yàn)、瑞利波法等。詳細(xì)介紹如下：