高速公路沉管碎石桩施工技术

马汉成

摘要：高速公路建设时时常碰到软基问题，因为其淤泥层比较厚，而且含泥比例较高，若是未对其进行有效处理，就可能导致路基发生沉降变形，从而对路基结构稳定性、强度带来严重影响。当前运用比较多的湍急加固方式有强夯法、预应力管桩法、沉管碎石桩法等。而沉管碎石桩由于具有较强的环保性、经济性较佳，从而在施工中得到了普遍运用。本文重点分析了沉管碎石桩技术的具体应用要点。

关键词：高速公路；沉管碎石桩；施工技术

碎石桩也就是指对软基采取振动、冲击等措施，先成孔，然后往孔中填入合适的碎石材料，由此形成一种密实、稳固的桩体结构。沉管碎石桩则是以振动挤密碎石桩为基础实现对软基的有效处理的，通过把地基中的软土层予以挤出，再利用刚度、硬度比较大的碎石桩体实行置换，以此起到加筋替换的效果，让碎石桩和地基中残余的软土一同形成复合式地基，让软基性能获得改良，确保高速公路的施工质量。相较于其他类型的软基处理方法而言，沉管碎石桩成本投入低，有利于保护自然环境，因此需加强对此技术的研究应用。

1.沉管碎石桩的主要作用

在高速公路中运用沉管碎石桩技术，主要具有下述几项作用：（1）挤密作用。不管是沉管碎石桩还是振冲碎石桩，在成桩环节，桩管会对周围砂层形成较强的横向挤压作用力，通过由中部往外侧打桩或者由一侧推往另一侧打桩等工序，能够把部分液化程度较高的土体排出土层，而且把碎石桩挤压到桩管周边的地基中，从而减小地基孔隙率，发挥提升地基密实度的作用；（2）排水降压。利用此技术进行地基加固过程中，桩孔中填入的碎石材料，能够在路基内构成具有良好渗透性的竖向排水降压通道，能够很好的减轻超孔隙水压力，以免出现土体液化的问题，增快路基的排水固结速度[1]；（3）基础预振效应。在应用沉管碎石桩技术时，管壁会发生剧烈的振动，让填充料与基础土层在受到挤密作用的基础上，得到高强度的预振，由此就能提升地基的抗液化能力，还能够发挥垫层作用，把施加的荷载予以分散，让应力分布更为均匀，由此就让路基具有更强的承载力。

2.沉管碎石桩施工技术应用要点

2.1场地平整

在正式开展施工作业前，要先对施工现场进行整平处理，整平结束后，要在施工现场的边缘部位设置一道排水明沟，根据实际施工状况采取分块分区的措施设置沟道，确保排水通畅，还有利于后期桩机的移位工作。在施工之前，还要对振密隆起或者变形的具体程度进行预测，并明确场地标高，保证场地经过整平以后标高符合设计规定[2]。

2.2试桩

此环节需按照设计图纸、施工方案确定试验桩个数，选取合适的试验区域进行室内成桩挤密试验。此步骤实施的主要目的在于检查振动桩基的几项关键性能指标，根据试验结果得出桩管高度、间隔距离、速度、贯入度、挤压次数、留振与拔桩时间等各项参数，根据这些参数得出持力层的强度标准，预测分析成桩作业中有可能发生的问题。试桩试验期间需将桩长、直径和实际施工时保持同步，要根据试桩结果核查、校正具体施工方案，如果发现问题就要立即对桩管间距、填料掺加量加以整合，再依照新得出的参数信息再次进行试桩试验。

2.3桩机就位、沉管

先把桩机予以就位，让桩位与桩尖对齐，将桩靴闭合以后确保桩管可以垂直对正，要对桩管对位状况展开及时的检查，利用经纬仪或者吊锤对桩管的垂直度加以检测，确保成孔期间不会发生倾斜问题，施工全过程中要将桩管垂直度误差控制在1%以下，还要结合地面高程检测结果确定成孔深度。基于沉管重量与锤重实行深度为两米的静压处理，再将桩锤开启实行振动压实，把桩管迅速锤到土层中的设计深度位置，将桩管周边土体予以挤压密实。振动成孔过程中需要及时检查桩管垂直度情况，一旦发现倾斜就要立即进行调整。在桩管达到指定标高之后，要把桩管在孔底部位反复拔压，让土体慢慢压到路基土位置，防止发生缩颈问题，还能增加桩孔直径，让管桩体具有更强的承载性能[3]。

2.4填料、振动、拔管

一直到桩管振压到设计标高以后，要将开关予以停止，然后往桩管中填入石料，此填充环节通常分为两道步骤进行，首先是停机后往桩管中填入石料，然后是将桩管拔出以后借助吊斗进行石料的填充。利用试桩的方式来掌握石料的具体填入数量，要对填入数量加以定时检查，不可发生漏填、多填的情况，在合适情况下可加入适当的水。进行拔管以前，先把管桩在原位置实行长达45秒的留振，再将桩管高度予以抬升，施工人员预先开启桩尖，当砂石完全渗透到孔中以后，把桩管口完全掩埋，再将桩管予以降落，通过此种连续挤压的方式将砂石压实。桩管抬升过程中，需要时刻观察、把控好拔管速度、石料填充量，从而确保桩身质量。若是将拔管速度控制到位，就能有效保障桩身连续性、密实度，而若是拔管速度太快，就易于发生断桩、缩颈等各种问题，拔管速度太慢就会导致石料浪费，导致成本增加。

2.5沉管碎石桩的沉降观测

为充分确保高速公路的路基施工质量，要对工后沉降进行合理控制，结合设计文件规定，当沉管碎石桩施工完毕之后，就要对路段展开沉降观测。用于沉管观测的设备要在软基处理后就进行埋设，当观测到稳定的初始值以后，才能开展路堤填筑工作。

地表沉降观测设备需依照设计文件规定，按照湍急路段沉降稳定观测布置图设置好沉降板、位移桩，分别安设于道路中间与路堤两旁的部位。路段中心的沉降点不得与通行管道位置重合，沉降板、位移边桩的设置也可按照施工场地的地形特征、施工条件做出合适调整，不过应当保证沉降板和水平位移观测点设置在相同横断面上[4]。

在后续施工期间，需要陆续延长中间观测点的长度，从而保证在路基填筑以后依旧能够实行观测，还能确保每一沉降点的稳定性。每一施工路段都要设置软基沉降观测小组，根据工期每层进行一次观测，对于临时中断施工期、间歇期，则每隔三日进行一次观测，当路基填筑结束后则每周观测一次。

在进行每一层路基填筑施工之前，都要在沉降观测完毕后方可开展，确定沉降观测值符合规定以后，才能进行转序施工。还要根据沉降观测结果实行沉降分析，得出分析报告，单独建立相应档案予以保存，以供后续施工作为指导参考。

结束语：

在进行高速公路工程的软基处理过程中，相对于其他技术而言，沉管碎石桩不仅不会对周围环境造成破坏，而且经济效益较佳、施工工序简单、可行性强，因此成为应用较为广泛的一种软基处理技术。相关施工技术人员在今后也要加强对沉管碎石桩技术的施工工艺要点的研究，做到对此技术的灵活运用，从而促进公路建设行业获得更好的发展。

参考文献：

[1]刘彩白. 高速公路沉管碎石桩施工技术分析[J]. 四川建材,2021,47(05):109+115.

[2]谢全福,李浩然,郑尔发. 某高速公路软土地基碎石桩处理及效果分析[J]. 北方交通,2020,(11):49-53.

[3]项金胜. 高速公路软基处理中振动沉管碎石桩的应用[J]. 交通世界,2020,(27):52-53.

[4]阎岩. 沉管碎石桩施工技术探讨[J]. 北方交通,2019,(07):83-85.