【关键词】乐自高速公路；软基处理；振冲碎石桩；技术分析；质量控制
中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：
一．引言
采用振冲碎石桩来加固松软土地基，这样可以形成复合土体或者符合地基，能够有效的增强地基的稳定性，可以提高地基的承载力，能有效防止地基的沉降，除此之外还可以增加建筑物的抗震能力。本文结合乐自高速公路的具体工程，对振冲碎石桩施工的工艺进行较全面的探讨。
二．乐自高速公路工程概况
乐自高速公路是《四川省高速公路网规划》中汉源-乐山-自贡横线高速公路的重要组成部分，是连接川南乐山、自贡两个较大规模城市的重要通道，该横线高速公路先后与纵向布局的乐宜、内宜高速公路以及规划的仁寿经沐川至新市联络线相交，可实现多条高速公路之间的相互转换和联系，并与国家高速公路网相接，对完善四川省和区域高速公路网、增强川南地区城市之间的联系、增加川西南地区出省路径的选择具有重要意义。
乐自高速公路工程七合同段由山东省路桥集团有限公司承建，本合同段位于荣县境内，跨越来牟、长山两镇。本合同段内含长山互通区一处、长山停车区一处，主线全长为8.98公里。软基处理面积9.3万平方米，塑料排水板8.3万延米，碎石桩3.5万延米，换填砂砾石2.8万方。在整个工程中存在大量的软土地基，处理这些地基都是采用振冲碎石桩法来加固地基的。
三．软土地基的力学特性
我们所说的软土主要有几个特点：透水性比较小、可压缩性高、抗剪强度十分低，软土主要以散泥土质为主，其主要是在流动较慢的河流中，或者湖泊中沉积，之后由于生他作用而形成。这种土质的天然空隙要大于1，而压缩性系数则大于0.05平方厘米没千克。它的不排水性抗剪强度则小于30kpa，如果其天然孔隙比大于1.5那么就成为了淤泥，当其天然孔隙比处于1和1.5之间时则为淤泥质土。在软土中含有大量的饱和水，其土质可能成流塑的状态，这种土质最主要的特质是强度低、透水性小以及压缩性高。正是因为这样所以软土地基的稳定性十分差，其承载力不足，很容易发生沉降，致使工程遭到破坏。
四．振冲碎石桩的加固原理
如下图所示，按一定间距排列打了许多桩体的土层称“复合土层”，由复合土层组成的地基称为“复合地基”。如果软弱土层不太厚，桩体可以贯穿整个软弱土层，直达相对硬层。如果软弱土层比较厚，桩体也可不穿过整个软弱土层，这样，软弱土层只有部分厚度转变为复合土层，其余部分仍处于天然状态。
1.当软弱土层比较薄时的加固原理
当软土层比较薄时，这是桩体就可以直接被打到比较硬的土层，这样就可以集中桩体的应力作用，我们知道桩体的压缩模量要大于软土的压缩模量，困而通过基础传给复合地基的外加压力随着桩、土的等量变形会逐步集中到桩上去，从而使软弱土负担的压力相应减少。这样就可以有效提高复合地基的承载力，同时减少了其压缩性，这样就可以使软地基加固。
2.软弱土层较厚时的加固原理
如果遇到的软土层比较厚时，这是桩体是不可能达到硬层深度的，也就是相对的硬层和复合土层不相接触时。该垫层把荷载引起的应力向周围横向扩散，使应力分布趋于均匀．这样就可以有效提高复合地基的承载力，同时减少了其压缩性，这样就可以使较厚软地基得以加固。
五．振冲碎石桩施工技术分析
1.处理范围
首排碎石桩距基础外缘60cm，处理长度为基础外缘50m，第一个20m段碎石桩间距2m，第二个20m段碎石桩间距2.2m，第三个10m段碎石桩间距2．5m，碎石桩处理宽度为坡角以外0．5m。每米碎石用量为：π×(0．8×0．8÷4)×1．35=0．678平方米。填料可选用天然级配，但不能采用单级配料，含泥量不超过10％，粒径为20至50mm。
2.施工设备
施工设备如下表：
3.施工工艺
（1）工艺流程
采用振冲碎石桩加固软土地基的工艺流程如下：地上地下清障、地面整平；放线定桩位；桩机就位垫平、调平；闭和桩尖垂直对准桩位；启动桩锤沉管；沉管同时喷水造孔；沉到设计深度；清孔；留振10—20s拔管；反插至密实电流；成桩；移到下一根桩。
（2）施工工艺
①放线，碎石桩按正三角形布置，测量人员根据图纸段落处理宽度及处理长度放出区域控制桩，经测量监理工程师确认后，按照图纸桩距逐点测定桩位并用长竹签做好标记，施工过程别注意桩位标志。
②定位，移机到达指定桩位，闭和桩尖垂直对准桩位，其偏差不大于5cm。用枕木基本垫平桩机，然后调整支腿桩管垂直地面，桩身垂直偏差不超过1．5％，施工中质检员进行认真现场检查并填写检查记录。
③造孔，启动供水泵及振冲器，待振冲器下端射水口出水的水压及水量达到工艺要求时启动振动器，使振冲器以0．5m/min至2m／min的速度在土中徐徐下沉，造孔过程中应始终保持振冲器处于悬挂状态，以免造成斜孔。当造孔达到设计深度时，将振冲器提出孔口，再放至孔底，往复2至3次，使孔口泥浆变稀，清除孔内泥土，保证填料顺畅，减小桩体含泥量。
④成桩，成孔后将振冲器提离孔底30一50cm，在孔底留振10—20s后拔管，拔管速度控制在0．8—1．2m／min，每次填料厚度不宜大于50cm，将振冲器下放至填料中，进行振密。这时振冲器一方面将填料振密，另一方面使填料挤入孔壁的土中，从而使桩径过大。随着填料的不断挤人，孔壁土的约束力逐渐增大，当约束力与振冲器产生的振力相等，桩径不再扩大时，继续振密，振冲器电机的电流值迅速增大，当电流达到密实电流时认为该深度的桩体已经密实。桩体密实电流根据现场情况确定。
五．结束语
乐自高速公路对完善四川省和区域高速公路网、增强川南地区城市之间的联系、增加川西南地区出省路径的选择具有重要意义。在这个施工的过程中处理软土地基是一个较大的难题，本文就以乐自高速的软土地基处理为背景作了简单的阐述，具体的介绍了施工的技术要点以及质量控制方法。虽然随着我国经济的发展，科学技术的不断进步，我国对于软土地基的处理方法也有了较大的发展，振冲碎石桩加固法的应用也越来越广，但是在具体的施工过程中也还存在许多的问题，这需要行业的专家以及施工的工作人员，在具体的工作中不断的探索，不断的发现问题解决问题，只有这样才能使得技术不断的科学化。
参考文献：
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[3]黄中华袁际萍探讨振冲碎石桩在软土坝基处理中的应用[期刊论文]《城市建设理论研究（电子版）》-2012年10期
[4]王本炜赵亮浅谈振冲碎石桩地基加固中的管理与应用[期刊论文]《中小企业管理与科技》-2010年1期
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[关键词]凤凰大桥软土地基工程施工方案
[中图分类号]TU471.8[文献码]B[文章编号]1000-405X（2014）-1-226-2
0引言
广州市南沙区凤凰一、二、三桥工程连接南沙区黄阁、灵山、横沥和珠江管理区，位于南沙地区发展规划的中部组团，是连接黄阁、灵山半岛、横沥半岛以作珠江管理区的重要通道。路线总长7.4651km，其中桥梁总长约5.735km，道路长约1.730km。本项目是构成环大南沙“中环路”的重要组成部分。详见图1：地理位置图。
1地质概况
本标段地处三角洲平原，地形平坦，地势开阔，地面标高约3.67～8.60m，河床标高约-10.30～1.20m。
路线途经地区及其附近地层主要为第四系、第三系和燕山期花岗岩，其地层岩性特征分述如下：
（1）第四系（Q）：广泛分布于沿线地表，为第四系海陆交互相沉积层，由灰色，灰白色或褐黄色等淤泥、淤泥质土、粉细砂，粘土，亚粘土及砂砾、卵石、亚粘土等组成，厚度较大，约18.5～46.8m。（2）岩浆岩（γ52（3））：燕山三期花岗岩和时代不明小型石英斑岩体。在珠江三角洲平原区以残丘或部分台地及隐伏岩体产出。
上述第四系、燕山三期花岗岩为本路段主要地层岩性。
2凤凰大桥地区软土性质特点
凤凰大桥施工沿线特殊性岩土主要为软土，沿线软土主要由第四系沼泽相淤泥（层号为3）、淤泥质亚粘土（层号为3-1、6-1）及淤泥质粉砂组成，以淤泥及淤泥质亚粘土为主。根据勘探资料，对软土分布及赋存状态分类统计列表如下：
2.1软土主要物理力学性质指标
2.2静力触探及十字板剪切成果统计
根据上述统计资料不难发现，本项目的软土分布广泛，赋存厚度较大，具“含水率高、压缩性高、抗剪强度低、承载力低、透水性差”等特点。
3凤凰大桥沿线地质施工建议
本区域主要由桥梁、辅道路基工程工程构成。本标段全线地貌类型为平原，地处于平原松散岩组工程地质区。工程施工沿线广泛分布软土（淤泥、淤泥质土、淤泥质砂），巨厚层软土对辅道路基工程及构造物场地稳定性有所影响。在公路桥梁施工过程中，软土地基具有极大的危害性，如果在施工中没有妥善处理，会造成地基失稳，使公路桥梁出现道路沉降，缩短使用寿命，影响桥梁安全。
第四系覆盖层中对工程影响较大的主要是软土，本标段范围连续分布有软土层，对一般路基建议采用袋装砂井（塑料排水板）结合堆载（超载）预压进行处理，对桥台软基，建议采用粉喷桩或CFG桩进行处理。
4具体施工方法说明
4.1袋装砂井（塑料排水板）辅以堆载（超载）预压
袋装砂井（塑料排水板）辅以堆载（超载）预压即袋装砂井（塑料排水板）堆载（超载）预压法。袋装砂井（塑料排水板）堆载（超载）预压法是排水固结法中的一种软土地基处理方法。因为饱和软粘土地基在荷载作用下，孔隙中的水被慢慢排出，孔隙的体积慢慢地减小，地基就会发生固结变形，同时，随着超静水压力逐渐减退，有效应力逐渐提高，地基土的强度也在逐渐增长。根据固结理论，粘性土固结所需时间和排水距离的平方成正比，土层越厚，固结延续的时间越长。为了加速土层的固结，最有效的办法是增加土层的排水途径，缩短排水距离以减少排水时间。袋装砂井（塑料排水板）和砂垫层就是为此而设立的竖向排水和水平排水垫层。堆载是排水固结法的加压系统，它使地基土的固结压力增加而产生固结。
袋装砂井（塑料排水板）堆载（超载）预压法施工中，应注意以下几个问题：（1）定位要准确，砂井垂直度要好，这样就可确保排水距离和理论计算一致。（2）砂料含泥量要小，这对小断面的砂井尤为重要，因为直径小，长细比大的砂井井阻效应较为显著，一般含泥量要求小于3%。（3）袋中砂宜用风干砂，不宜用潮湿砂，以免袋内砂干燥后，体积减小，造成袋装砂井（塑料排水板）缩短与排水垫层不搭接等质量事故。（4）聚丙烯编织袋在施工时应避免太阳光长时间直接照射。（5）砂袋入口处的导管口应装设滚轮，避免刮破砂袋而漏砂。
4.2粉喷桩处理法。
粉喷桩也称加固土桩，是属于深层搅拌法加固地基方法中的一种形式。它是利用石灰和水泥等材料作为固化剂中的主剂，采用预制的搅拌机械将软土和粉体状固化剂进行就地强制搅拌，通过利用软土和固化剂二者之间产生的化学变化和物理反应，使软土形成一定强度的优质地基，增强软土硬结程度，保证软土的整体性和水稳性。在高速公路施工中，一般在淤泥土质和含水量较高的粘性土路段中使用较多。通过固化剂对软土的作用，解决软土地基的易沉降问题，粉喷桩法最适用于加固各种饱和软粘土。粉喷桩加固是基于水泥加固土的物理化学反应过程，通过搅拌使水泥和土发生水解和水化反应，形成水泥水化物而构成凝胶体，使土团凝结而形成整体稳定的结构。
4.3CFG桩处理法
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称（即cementfIying-ashgravelpile）。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，对于软土层地基来说，CFG桩复合地基可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大，在荷载作用下，其桩顶应力比桩间士表面应力大。CFG桩可将承受的荷载转向较深的土层中传递并相应减少了桩间软土承担的荷载。在采用CFG桩处理办法时要注意以下两点：（1）冬期施工时混合料入孔温度不得低于5℃，必须对桩头和桩间土应采取保温措施。（2）施工垂直度偏差不应大于1%；对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于0.4倍桩径；对条形基础，桩位偏差不应大于0.25倍桩径，对单排布桩桩位偏差不应大于60mm。
5结束语
软土分布广泛，赋存厚度较大，具“含水率高、压缩性高、抗剪强度低、承载力低、透水性差”等特点，对一般路基工程，上文提及了有效的处理办法。对桥台软基，CFG桩处理或粉喷桩处理可以解决这一软土施工难题。同时建议路基及桥台软基处理宜同步进行。当工程进度一旦受到软土结构影响时必须马上联系专业人员对其进行处理，不要盲目采取措施，影响工程质量。
参考文献
关键词：道路桥梁地基处理
一、前言
软土对公路的危害，引起我国公路方面各具部门的重视，科研、设计、施工等单位全力以赴，协同作战，经过多年努力，已摸索了不少对策，并取得了可喜的成绩。
（一）科研部门成立了专门机构，组织机关。交通部下属科研院、所有之，为了承担软土科研及试验工程临时组成科研小组也有之。近年来为集设计、科研与施工为一体专门服务于软基，也兼作其它特殊性岩土处治工程而纷纷出现一些新型的岩土公司，在广东、湖南、辽宁、陕西等省均有，这样的联合配套公司，给软基处理带来新的生机。
（二）勘察设计部门利用他们勘察单位的优势，采用多种勘探，测试手段，尤其近年来不仅用单一的钻探方法而且更广泛采用静力触探、十字板剪、旁压等原位测试仪具以及多种土工仪器进行原状土和扰动土的物理、力学、水理试验项目，为设计提供了可靠的地质资料和各种必需的土工试验数据，大大提高设计成果的可靠度。在设计方法方面更有大的突破，过去对软土的沉降、稳定计算，多用手算，现在采用计算辅助设计，不仅加快了设计进度，而且便于优化设计，且能迅速提供设计成果，也元形中减轻了设计人员的劳动强度。
（三）施工部门由于目前软土部门趋向专业化。公路部门有，航务、铁道、市政、水电……等部门也有。它们拥有专门的施工机械，可使用多种材料进行软基处理施工，并能埋置检测观察仪具体进行监测，从而也保证了施工质量和施工安全。
（四）其他部门在学术活动方面，不少学会或有关情报单位，不时地举行软土地基经验次序或专题研究会，以提高科技人员素质并收到取长补短加快信息传递的多方面的效果。
在管理工作方面：交通部急生产单位之所急，最近正组织几个单位，经过三年努力，编制出交通行业标准《公路软土地基路堤设计施工技术规范》，它的即将颁布与出版，将使我国公路软基无论在设计方面或施工方面，出现了有章可循的局面。
二、路基处理
（一）处理的一般原则
1．以时间换金钱，早在10年前，日本著名换金钱处理软土路堤的方法。即尽早用堆载预压不作深层处理软基的方法，这种以自然沉降逐渐达到路基稳定，是一种最经济也简单的方法。但我国公路基本建设的程序不能尽早拔款、征地、从容施工，而一旦工程项目付诸实施时，又往往限于工期，一般情况用自然沉降法将难以实现。
2．以金钱赢得时间：即在施工工期紧迫，时间有限的情况下，除非个别低路堤地段高度在临界高度以下，可不作地基处理。桥梁采用基础处，其余软土都需采用不同方法处理，只不过可用多种方案进行优选。
（二）勘察、设计和施工
1．软土地区的地质情况首先要弄清楚，工程地质条件复杂，还应进行工程地质分区，以便按分区不同在区别地予以处理。在勘察设计时如地质工作做的不够深，在施工时一旦发现，可作些补充勘察及勘探工作，对地质情况作进一步了解。
2．设计方案要经济又要合理切合当地实际情况。
3．所用材料数量要够、质量要保证；施工机械数量、规格、性能均要满足要求。
4．施工时要严格遵守施工技术规范和操作规程办事，以保证良好的质量，软土地段特别要注意控制填土速率，避免和产生路堤滑移或发生其它意外事情。
5．监理工作要跟上，观测仪具事先要埋置好，及时进行监理和记录。以保证施工的质量和安全。
如能树立质量第一的思想，严格将上述几项工作做好，应该说软土路基施工，可以达到安全、优质的目的。
（三）处理方案的评价
1．处理软土地基常用的方法在公路方面是排水固结，多用各种不同长度和间距的袋装砂井（直径7～10cm）或塑料排水板（宽10nm，厚4.5～6.0）与砂垫层（厚30～80cm）相结合，虽然这些方法是一般的，但却是有效的经济的。
为了加快固结而且可提高地基承载力，也可用直径30～50cm或更小一些的砂桩或碎石桩，但造价比上述常用方法要增加至少3～5倍。
2．轻质路堤：我国轻质路堤采用的材料一般是粉煤灰，国外也有用大块型硬质泡沫塑料。粉煤路堤有三种类型，即单一的、土和粉煤灰互层的和土砂及粉煤灰等混合的。
轻质路堤的作用是减轻路堤自重，减小或加速软土沉降提高土体抗剪强度，同时它作为填料还有节约投资、减少占地等效益。
3．其他辅助方法：土工布（分有纺和无纺的两种，一般多用编织的，个别的也有两种类型组合的，可以达到优点互补）还有一材料是塑料加劲格栅，实际上类似“柴排压枝”的作用，这些材料可提高地基整体性，减少地基不均匀的沉降，对防止滑移尽快施工也有好处。
此处还有浅层拌合和换填优质材料及抛石排淤等处理浅层软土。有的为深层还设有反压护道。
三、桥涵通道处的处理
在软土地区的桥梁，由于基础埋置较深，已穿过软土层，故一般无大沉降。而在桥头与路堤接合处由于沉降差异较大，往往出现台阶在车辆通道处多出现纵坡突变，在车速过快时出现车辆“切线抛出”感觉很不舒适，人、车安全受到影响。
在此接合处处理的方法一般有：
1．涵洞、通道处与路堤一样同时填筑施工，后期再开槽做基础；在桥台处最好前后都填土，或在桥台后背填以渗水性好的砂砾材料。
2．在这些人工构造物处采用超载预压，桥头两侧引道80～100m范围也宜如此，以加速固结，减小通车后过大的沉降。
3．路堤如过高，下部软土层厚、沉降量过大，沉降期过长、如处理地基费用过高，且效果不一定好时就不如改用桥梁跨过，京津塘高速公路软土地区，路堤如超过6.0m，就用桥跨通过。广深高速公路也将不少高路堤设计路段，改用了高架桥方案。
4．桥台处路堤处理：为了加快地基固结，提高地基承载力，减轻路堤与桥台间沉降差，在桥台处的一定距离内采用砂桩，粉喷桩、旋喷桩等加固地基。
