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干振沉管碎石桩在高速公路软基处理中的应用_pdf

干振沉管碎石桩是一种有效的软土地基处理技术，在高速公路建设中得到了广泛应用。该方法通过振动沉管设备将碎石材料压入地基中，形成具有一定承载力和排水功能的碎石桩，从而改善软土地基的力学性能，提高路基稳定性。

在高速公路软基处理中，干振沉管碎石桩具有以下优势：首先，施工速度快、效率高，适合大规模工程应用；其次，工艺简单，对周围环境影响小，尤其适用于敏感区域；再次，能够显著提高地基承载力，减少沉降量，增强路基整体稳定性。此外，碎石桩还可以作为竖向排水通道，加速软土固结，缩短工期。

具体应用时，根据地质条件和设计要求，合理确定桩长、桩距及桩径等参数。施工过程中，采用振动沉管设备将钢管插入软土层至设计深度，然后边拔管边填充碎石材料，并通过振动密实，最终形成碎石桩。为确保效果，需严格控制施工质量，包括碎石级配、填料密实度以及桩体垂直度等。

干振沉管碎石桩技术已在多个高速公路项目中成功应用，如沿海地区、河湖相沉积区等软土地带。实践表明，该技术能有效解决软基沉降、不均匀变形等问题，为高速公路的安全运营提供了可靠保障。同时，随着技术不断优化，其经济性和环保性也进一步提升，成为现代公路建设中不可或缺的地基处理手段之一。

大庆至广州高速公路湖北省麻城至浠水段第八 合同段内有3.5km的软基，该段软土地基成因类 型为河滩沉积相，系长江支流河滩冲洪积及淤积形 成，软土成层情况较为复杂，其成分不均一，走向和 厚度变化大，平面分布不规则，呈带状分布，与路线 45°角相交，其沉积物具有明显的二元结构，上部为 亚粘土、亚砂土，下部为松散的砂层，并夹有各种成 分的透镜体(如淤泥质土)，造成该段软土地基不均 、强度小、承载力变化大的特征1，而该段路堤填 筑高度较高（8～11m），对地基要求也高。

设计采用碎石挤密桩对地基进行处理，要求采 用振动成桩法或锤击成桩法两种施工方法。碎石桩 设计参数见表12]

表1 碎石桩设计参数

填料要求采用未风化的干净砾石或轧制碎石等 硬质材料，含泥量不大于10%。所用水一般可饮用 水即可。填料粒径一般为20～50mm，亦可将其范 围扩大到100mm，对于成桩较困难的很软的土，碎 石粒径宜大一些。

碎石桩加固地基的设计理念是“排水固结、置 换、挤密”。因目前国内碎石桩大多用振冲法、沉管 法施工，而干振法应用较少，特别是用在处理高速公 路这种大型线性工程更是鲜见报道。干振碎石桩法 与振冲法相比，克服了振冲法在施工中耗水量大和

泥浆污染严重的弊病，具有现场干净、省料、造价低、 施工速度快等优点。通过与设计院、施工监理及建 设单位共同对其它项目中应用情况的分析比较，一 致同意在该工程中应用干振沉管法进行碎石桩的施 工，但要求在施工现场需要进行试验桩，试验成功后 再行大面积施工。

编写组织设计书，并对施工人员进行技术交底； 清理平整场地，清除地下、地面和空中障碍物；测量 放线，布设桩位；桩机就位，校正桩管垂直度≤ 1.5%；桩位处铺设少量沙砾或碎石层，以确保施工 中设备行走的顺畅。

m一留振15~20s一拔管1.2m等反复工序。 （1）沉管对中，闭合桩靴，沉管前在桩位中心位 置堆积高度大于20cm，直径大于50cm碎石料，以 确保在沉管时淤泥质不堵塞双叶门。 (2）开启机械振动沉管到持力层，达到持力层 的标志是：电流突然上升，总电流超过80A，沉管下 沉明显受阻或停止下沉。如果沉管到15m仍未达

到持力层则不再继续沉管，也就是对每根碎石桩桩 长最大不超过15m进行控制。记录桩长L(m)。 (3）沉管到位后开始喂料，每根桩喂料量按以 下公式现场计算：0.252π×1.15×L=0.226L (m²），L为沉管实际桩长，投料总量不小于计算值， 并保证连续喂料，以防止拔管过程中无料下投而造 成断桩。 （4）启动拔管：边振动边拔管，每次拔管长度 1.2m（由红白漆带标识控制），拔管速率均匀且慢 速，以利于石料下颗。 （5）振动反插：边振动边反插，每拔管1.2m长 后反插0.6m深，以进一步把石料压密实，同时可以 防止断桩发生。 (6）留振密实：反插0.6m后再提管0.3m，以 便使双叶门打开，留振15～20s，使管内石料在振动 作用下，通过自重等作用填充密实孔内石料，以达到 密实效果。 (7）重复以上(1)～(6)拔管一反插一留振工序 过程，直至桩管拔出地面，完成该桩全部工作。 （8）做详细施工记录，并请旁站监理复核无误 后签字认可，移动桩架至另一孔位再进行下一根桩 的施工作业。 （9）桩体检测合格后，按照设计要求铺填500 mm厚沙砾和双向土工格栅，然后就可以开始填筑 土方施工[3]

沉管挤密碎石桩复合地基施工质量的检测项目 一般包括碎石桩的桩数，每根桩的桩长、填料总量及 填料质量，碎石桩成桩后的桩心与设计桩心的偏差 距离以及桩体密实度和碎石桩复合地基的承载力。 本处只涉及其中碎石桩桩体密实度和复合地基 承载力检测(其它项目在施工纪录中已予以反映)， 这是碎石桩复合地基施工质量最直接和最重要的两 个指标，检测时这两个指标都必须达到合格要求。 其检验方法为荷载试验，对桩体可采用重Ⅱ型动力 触探（N63.5）试验检测，对桩间土可采用标准贯人、 静力触探、动力触探或瑞利波等其他原位测试等方 法进行检测。 检测频率以及评定标准均依据《公路软土地基 路堤设计与施工技术规范》和设计要求[4]

xxxxxxxxx沉井施工方案该项目先后进行过2次试验桩施工

(2）通过分析试验数据，干振碎石桩在其桩长 的一半处，对地基的振动、挤密效果最好，而在桩体 顶部向下1m左右的土层，加固效果较差，基本属于 松散状态，应采取其它措施再行处理，本项自采用的 是桩体稳定后加垫层用重型压路机碾压处理。 (3）在振动拔管或插管过程中，拔管易发生速 度不均，部分地层拔管速度过快时，导致投料不均 匀，易产生缩径、断桩，施工时，要严格控制拔管速 度，不得超过0.8m/min。而反插次数减少的话，会 影响碎石桩局部密实度。 （4）打桩时，要隔桩、隔行跳打，或者从四周向 中间逐行打，以防止土体隆起变形，出现桩体错位及 穿孔、斜孔现象，同时，路基外侧最好打2～3排保护 桩。