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摘要；振冲碎石桩是一种加固处理软弱地基的有效方法。目前，在公路工程软基处理中较少使用。为推广该法，通过工程实例介绍了振冲碎石桩处理软弱地基的施工工艺、技术要求和质量检测。
关键词；高速公路软弱地基振冲碎石桩施工工艺质量检测
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
我国已建或正在建设的高速公路，绝大多数采用高填路堤，以便和已有的道路、铁路、水利等建筑物分离，并最大限度地降低或减小地下水、地表水对路基的危害，以确保路基的稳定与安全。众所周知，高填路基要求地基应具有较高的强度和稳定性，在路基重力作用下不发生失稳破坏及过大的沉降。
软土地基在我国分布广泛。在软土地基上修筑路基，若不加以处治，就会发生路基失稳破坏或过量沉陷，最后导致公路破坏或不能正常使用。高等级公路建设的工程实践反复证明，软弱地基加固处理是路基工程设计、施工中需要特别引起注意的问题。
公路软基加固处理的方法有多种多样，对于高速公路高路基的软弱地基加固处理采取振冲碎石桩则是一种行之有效、切实可行的方法。鉴于振冲碎石桩处理软基在公路工程中应用较少，缺乏成熟的施工经验，为推广该法在公路软基处理中的应用，本文以某高速公路某段软基处理工程为例，就振冲碎石桩加固处理公路软基的施工技术、质量控制等问题作一论述，供类似工程借鉴。
1振冲碎石桩概述[1]
振冲碎石桩是利用振冲器借高压水成孔，投以碎石使之密实，在土体中形成一个密实的桩体。碎石桩作用有二：一是复合地基作用，即桩体与桩间土共同构成复合地基，以提高地基的承载力；二是排水固结作用，碎石桩的桩体为一良好的排水通道，在路堤荷载的预压下使桩间土固结，强度提高。
与其他软基加固的桩体(如粉喷桩、沉管砂桩、CFG桩等)相比，振冲碎石桩最大的特点是桩径较大(一般为0．8～1．2rn)，故承载力高。此外，振冲碎石桩的成桩设备较简单，便于运输。但施工时用水量较大，冲出来的泥浆可能污染施工现场。
2工程地质概况
某高速公路K64+230～+800段位于河漫滩相沉积地带。地质勘探显示，该处地面以下有8～12m厚的软土层，软土成层情况不均匀，以淤泥与软粘土为主，含砂与泥炭夹层。该软土的物理力学性质见表1。
表1软土的物理力学性质表
3振冲碎石桩设计
3．1设计标准
软土地区高速公路沉降标准，采用容许工后沉降。容许工后沉降的基准期取15年，其容许工后沉降值采用表2所示的标准值。
表2容许工后沉降值表cm
软土地基路堤稳定验算采用固结有效应力法，强度指标采用快剪和固结快剪值，最小稳定系数安全容许值K不小于1．2。
3．2设计参数[2]
根据已有工程经验，有关工程设计规范及稳定计算结果，某高速公路某段软基处理工程采用振冲碎石桩，桩径1．0m，桩距1．5m，按正三角形布置，置换率为40％。桩穿透软土层，并深入持力层内0．5m。处理范围为该段路基及坡脚以外5m以内。设计单桩极限荷载为620kN，单桩承载力为400kPa，單桩复合地基承载力为200kPa。
3．3填料标准
根据振冲碎石桩特点及有关规范，结合有关工程经验，本工程桩体碎石采用的填料，是具有一定级配的粒径为2～8cm的碎石，其含泥量不大于5％。
4施工设备
施工采用的主要机具有：ZCQ-55振冲器、QY-8卷扬机，50型装载机，IS80-50—200型水泵以及排污泵等。
ZCQ一55振冲器的主要技术指标见表3。
表3ZCQ-55(转速1450r／min)振冲器的主要技术指标表
5施工工艺与质量控制
5．1施工工艺
(1)对位，开水通电。振冲器吊装就位后，根据施工放样所确定的桩位，将振冲器对准桩位，检查无误后，打开水源开关、接通电源。
(2)检查水压、电压及空载电流。应及时检查水压、电压及空载电流，若不正常应检修调整。
(3)成孔。启动卷扬机使振冲器以1～2m／min的速度下沉成孔。在振冲器下沉中不得超过电流额定值，若超过时，应减速下沉或暂停一段时间，在高压水流冲松土层后继续下沉。成孔时要准确记录电流值和时间。当振冲器达到设计深度以下30～50cm时，将振冲器上提至孔口，提速可以加快。
(4)清孔。当成孔深度达到要求后，应利用循环水使孔内泥浆变稀进行清孔。一般应清孔2～3次，将孔中松散的土石渣从孔中及时清出，以使填入孔中的碎石不受到污染。
(5)填料。清孔符合要求后，应分批分层往孔中填人碎石料，每层约0．3～0．6m3。
(6)振密。填人碎石后，将振冲器沉至填料上进行振密并且使填料挤入孔壁的土体中，使桩径扩大。由于填料不断挤入，孔壁的约束力逐渐增大，一旦约束力与振冲器产生的激振力相等时，则桩径不再扩大，这时振冲器的电流值迅速提高。当电流达到规定值(即密实电流)时，认为该深度的桩体已经振密。如达不到密实电流，则需提出振冲器，继续向孔内投入适量的碎石填料，再进行振密。如此重复直至达到密实电流为止。然后将振冲器提至孔口，准备做上一深度的桩体。每倒入一批填料进行振密时都要记录深度、填料量、时间及电流。
重复步骤(5)、步骤(6)，自下而上地制作桩体，直至孔口，即完成一根桩的制作。
(7)关机、移位。当一根桩体完成后应及时关电、断水，移动机具到另一桩位。
S．2质量控制
(1)成孔时要注意控制水压和水量。一般水压采用200～400kPa，供水量为200～400L／min。因为在淤泥、软粘土及粉细砂层中进行振冲，地层漏水量不大，成孔时水压和水量也都不必很大。水量过大或者压力过高，会使孔Vii回水量增大，流速增高，从而带上大量细颗粒使地面淤高，其结果会增加填料量，并不能达到很好的挤密效果。
(2)振冲器下沉成孔速率不宜过快，一般应控制在1．2～2．0m／rain，以使孔周围土体有足够的振密时间。此外，务使振冲器自由悬垂，使成孔尽量垂直。
(3)制桩过程中，始终要及时、均匀地按规定分批填料，保证不漏振，以确保桩体质量。
(4)施工平台高程控制在桩顶以上1．0～1．5m，原地面高出部分须挖除，低凹部分须回填压实。
(5)开工前应选择一段做试验段，通过试验对有关设计参数进行验证，同时得出有关施工工艺参数，如桩体每米填料量、成孔时问、清孔时间、填料振密时间等，以便正确施工。
(6)当振冲器达到设计加固深度以下30～50cm时，开始将振冲器往上提，直至孔口。一般应重复提升1～2次以后，利用循环水使孔内泥浆变稀进行清孔，然后准备填料。
6质量检测
6．1现场检测
现场检测的项目、数量及要求见表4。
表4振冲碎石桩现场检测项目表
6．2动力触探检测
动力触探检测有两个目的，一是检测成桩的密实度，判断是否达到要求的标准；二是检测桩长是否达到设计要求。检测结果表明，该工程桩长及密实度均符合规定要求。
6．3载荷试验
碎石桩施工是否达到设计意图，要通过载荷试验来确定。一般而言，承载力的大小与设计的桩长、桩径、桩距以及填充物有关，与地质条件有关，同时也与施工质量有关。所以，载荷试验的结果是一个综合性的检测指标。根据载荷试验，该软基处理工程所有桩体单桩极限荷载均在620kN以上，单桩承载力均在400kPa以上，复合地基单桩承载力也都超过了200kPa，完全达到了设计要求。
7结语
工程实践表明，公路软基采用振冲碎石桩处理能较大提高软基的承载力和稳定性，而且施工简便、工期短、造价低。因此，将振冲碎石桩应用于高速公路软基处理完全是可行的，并且完全可以满足相关规范要求。但施工时应采取适当措施，防止泥浆污染施工场地
参考文献：
[1]王福胜，张留俊．振冲碎石桩在高填路堤软基处治中的应用[J]．公路与自然，2004(1)：l1—13．
[2]交通部公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ017—96)[S]．北京：人民交通出版社，1998：56—59．
[3]陈军．永安坝南库振冲碎石桩坝基加固[J]西部探矿工程，2006(8)：45—46．
关键词；高速公路软弱地基振冲碎石桩施工工艺质量检测
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
我国已建或正在建设的高速公路，绝大多数采用高填路堤，以便和已有的道路、铁路、水利等建筑物分离，并最大限度地降低或减小地下水、地表水对路基的危害，以确保路基的稳定与安全。众所周知，高填路基要求地基应具有较高的强度和稳定性，在路基重力作用下不发生失稳破坏及过大的沉降。
软土地基在我国分布广泛。在软土地基上修筑路基，若不加以处治，就会发生路基失稳破坏或过量沉陷，最后导致公路破坏或不能正常使用。高等级公路建设的工程实践反复证明，软弱地基加固处理是路基工程设计、施工中需要特别引起注意的问题。
公路软基加固处理的方法有多种多样，对于高速公路高路基的软弱地基加固处理采取振冲碎石桩则是一种行之有效、切实可行的方法。鉴于振冲碎石桩处理软基在公路工程中应用较少，缺乏成熟的施工经验，为推广该法在公路软基处理中的应用，本文以某高速公路某段软基处理工程为例，就振冲碎石桩加固处理公路软基的施工技术、质量控制等问题作一论述，供类似工程借鉴。
1振冲碎石桩概述[1]
振冲碎石桩是利用振冲器借高压水成孔，投以碎石使之密实，在土体中形成一个密实的桩体。碎石桩作用有二：一是复合地基作用，即桩体与桩间土共同构成复合地基，以提高地基的承载力；二是排水固结作用，碎石桩的桩体为一良好的排水通道，在路堤荷载的预压下使桩间土固结，强度提高。
与其他软基加固的桩体(如粉喷桩、沉管砂桩、CFG桩等)相比，振冲碎石桩最大的特点是桩径较大(一般为0．8～1．2rn)，故承载力高。此外，振冲碎石桩的成桩设备较简单，便于运输。但施工时用水量较大，冲出来的泥浆可能污染施工现场。
2工程地质概况
某高速公路K64+230～+800段位于河漫滩相沉积地带。地质勘探显示，该处地面以下有8～12m厚的软土层，软土成层情况不均匀，以淤泥与软粘土为主，含砂与泥炭夹层。该软土的物理力学性质见表1。
表1软土的物理力学性质表
3振冲碎石桩设计
3．1设计标准
软土地区高速公路沉降标准，采用容许工后沉降。容许工后沉降的基准期取15年，其容许工后沉降值采用表2所示的标准值。
表2容许工后沉降值表cm
软土地基路堤稳定验算采用固结有效应力法，强度指标采用快剪和固结快剪值，最小稳定系数安全容许值K不小于1．2。
3．2设计参数[2]
根据已有工程经验，有关工程设计规范及稳定计算结果，某高速公路某段软基处理工程采用振冲碎石桩，桩径1．0m，桩距1．5m，按正三角形布置，置换率为40％。桩穿透软土层，并深入持力层内0．5m。处理范围为该段路基及坡脚以外5m以内。设计单桩极限荷载为620kN，单桩承载力为400kPa，單桩复合地基承载力为200kPa。
3．3填料标准
根据振冲碎石桩特点及有关规范，结合有关工程经验，本工程桩体碎石采用的填料，是具有一定级配的粒径为2～8cm的碎石，其含泥量不大于5％。
4施工设备
施工采用的主要机具有：ZCQ-55振冲器、QY-8卷扬机，50型装载机，IS80-50—200型水泵以及排污泵等。
ZCQ一55振冲器的主要技术指标见表3。
表3ZCQ-55(转速1450r／min)振冲器的主要技术指标表
5施工工艺与质量控制
5．1施工工艺
(1)对位，开水通电。振冲器吊装就位后，根据施工放样所确定的桩位，将振冲器对准桩位，检查无误后，打开水源开关、接通电源。
(2)检查水压、电压及空载电流。应及时检查水压、电压及空载电流，若不正常应检修调整。
(3)成孔。启动卷扬机使振冲器以1～2m／min的速度下沉成孔。在振冲器下沉中不得超过电流额定值，若超过时，应减速下沉或暂停一段时间，在高压水流冲松土层后继续下沉。成孔时要准确记录电流值和时间。当振冲器达到设计深度以下30～50cm时，将振冲器上提至孔口，提速可以加快。
(4)清孔。当成孔深度达到要求后，应利用循环水使孔内泥浆变稀进行清孔。一般应清孔2～3次，将孔中松散的土石渣从孔中及时清出，以使填入孔中的碎石不受到污染。
(5)填料。清孔符合要求后，应分批分层往孔中填人碎石料，每层约0．3～0．6m3。
(6)振密。填人碎石后，将振冲器沉至填料上进行振密并且使填料挤入孔壁的土体中，使桩径扩大。由于填料不断挤入，孔壁的约束力逐渐增大，一旦约束力与振冲器产生的激振力相等时，则桩径不再扩大，这时振冲器的电流值迅速提高。当电流达到规定值(即密实电流)时，认为该深度的桩体已经振密。如达不到密实电流，则需提出振冲器，继续向孔内投入适量的碎石填料，再进行振密。如此重复直至达到密实电流为止。然后将振冲器提至孔口，准备做上一深度的桩体。每倒入一批填料进行振密时都要记录深度、填料量、时间及电流。
重复步骤(5)、步骤(6)，自下而上地制作桩体，直至孔口，即完成一根桩的制作。
(7)关机、移位。当一根桩体完成后应及时关电、断水，移动机具到另一桩位。
S．2质量控制
(1)成孔时要注意控制水压和水量。一般水压采用200～400kPa，供水量为200～400L／min。因为在淤泥、软粘土及粉细砂层中进行振冲，地层漏水量不大，成孔时水压和水量也都不必很大。水量过大或者压力过高，会使孔Vii回水量增大，流速增高，从而带上大量细颗粒使地面淤高，其结果会增加填料量，并不能达到很好的挤密效果。
(2)振冲器下沉成孔速率不宜过快，一般应控制在1．2～2．0m／rain，以使孔周围土体有足够的振密时间。此外，务使振冲器自由悬垂，使成孔尽量垂直。
(3)制桩过程中，始终要及时、均匀地按规定分批填料，保证不漏振，以确保桩体质量。
(4)施工平台高程控制在桩顶以上1．0～1．5m，原地面高出部分须挖除，低凹部分须回填压实。
(5)开工前应选择一段做试验段，通过试验对有关设计参数进行验证，同时得出有关施工工艺参数，如桩体每米填料量、成孔时问、清孔时间、填料振密时间等，以便正确施工。
(6)当振冲器达到设计加固深度以下30～50cm时，开始将振冲器往上提，直至孔口。一般应重复提升1～2次以后，利用循环水使孔内泥浆变稀进行清孔，然后准备填料。
6质量检测
6．1现场检测
现场检测的项目、数量及要求见表4。
表4振冲碎石桩现场检测项目表
6．2动力触探检测
动力触探检测有两个目的，一是检测成桩的密实度，判断是否达到要求的标准；二是检测桩长是否达到设计要求。检测结果表明，该工程桩长及密实度均符合规定要求。
6．3载荷试验
碎石桩施工是否达到设计意图，要通过载荷试验来确定。一般而言，承载力的大小与设计的桩长、桩径、桩距以及填充物有关，与地质条件有关，同时也与施工质量有关。所以，载荷试验的结果是一个综合性的检测指标。根据载荷试验，该软基处理工程所有桩体单桩极限荷载均在620kN以上，单桩承载力均在400kPa以上，复合地基单桩承载力也都超过了200kPa，完全达到了设计要求。
7结语
工程实践表明，公路软基采用振冲碎石桩处理能较大提高软基的承载力和稳定性，而且施工简便、工期短、造价低。因此，将振冲碎石桩应用于高速公路软基处理完全是可行的，并且完全可以满足相关规范要求。但施工时应采取适当措施，防止泥浆污染施工场地
参考文献：
[1]王福胜，张留俊．振冲碎石桩在高填路堤软基处治中的应用[J]．公路与自然，2004(1)：l1—13．
[2]交通部公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ017—96)[S]．北京：人民交通出版社，1998：56—59．
[3]陈军．永安坝南库振冲碎石桩坝基加固[J]西部探矿工程，2006(8)：45—46．