王怀锋+冯冠军

摘 要： 在基础形变下，利用桩、土变形协调，大多数荷载将向碎石桩体传递，将大大降低土体负荷，改善湿陷地基使用性能。除此之外，碎石桩能够有效增强黄土密实度，降低孔隙比，进而实现湿陷性消除、压缩性减小及抗震性能提升的目的。为此，本文通过具体工程案例，对湿陷性黄土路堑边坡加固施工中碎石桩施工工艺及质量控制进行了分析与探究。

关键词： 湿陷性黄土；路堑边坡加固；碎石桩

伴随公路工程建设规模的不断扩大，不仅拉动了沿线经济快速发展，也为人们日常出行提供了便利，为保证公路运输安全性能，需要不断应用新技术、新工艺有效提高公路工程路基稳定性及行车舒适度。路基施工在公路工程建设中占据着重要的地位，若路基稳定性不能达到相关技术标准，将会影响公路工程使用寿命，还会危险过往车辆通行安全。目前，碎石桩在路基边坡加固施工中应用极为广泛，且具有良好耐久性和稳定性，能够有效提高路基承载力。在具体施工过程中应结合公路工程实际情况，选取合适的施工参数，规范施工工艺，保证路基边坡施工质量，促进公路运输事业可持续发展。

一、工程案例分析

某公路工程试验段总长度为200m，起止桩号为K33+038～K33+238。本工程有路堑通过，28m为中心挖方高度，二级防护为其挡墙防护，一级防护为浆砌片石加支撑盲沟，骨架护坡为二级防护。施工检测发现有4条宽度为20～40mm的裂缝存于片石护坡上，除此之外挡墙、护坡接触部位出现鼓包变形。该施工段地质按照由上到下的顺序地层情况为黄土—卵石土—砂岩，工点范围地下水埋深在18m以上。

二、路基加固原理

碎石、水泥等为碎石桩的主要材料，其拌和比例为碎石：水泥：粉煤灰=8：1：1，均匀搅拌后向桩孔内灌注，和附近黄土构成复合地基，黄土附近自由结合水可被粉煤灰、水泥充分吸收，进而降低土的含水量，减弱黄土收缩湿陷性，增强土的密实度。

1、良好密实度的碎石桩可选用桩体体积一致的软弱黄土替代，与附近黄土相比，桩强度、抗变形性能较高，因此，可有效改善桩和桩间黄土形成的复合地基性能，降低沉降量，提升地基整体稳定性、抗破坏能力。

2、增加土层密实度，可有效提升结构强度。不断增加标贯击数，实现土层自身抗液化能力有效提升。除此之外，碎石桩排水性能良好，可加快挤压作用下产生的超孔隙水压力的消散速度，减少孔隙水压力上升幅度，并能够将桩间土抗液化能力有效提升。

3、通过试验得出，在黄土影响范围内改性桩为其桩直径5倍，1m为设计桩间距，为此，桩的影响范围相互重叠，以此达到路基稳定性提升的目的。

三、公路边坡加固施工中碎石桩施工工艺

1、选择施工方案

振动成桩、锤击成桩为成桩的主要类型，振动成桩可影响其周围建筑物，该施工场地与民房相近，为砖土结构，具有较差稳定性。为确保周围建筑物安全，可选取锤击成桩法进行施工，该施工法影响较小。单管成桩与双管成桩作为锤击成桩法的主要类型，单管成桩法需进行钢筋混凝土锥形桩尖预制，将严重浪费材料，并会对工期造成一定影响。同时，需按照拔管速度进行桩身连续性控制，操作难度大，且桩身密实度不合理。通过分析对比，双管成桩优势较大，如浪费小、成桩快，便于操作，可对桩身质量进行有效控制，基于以上分析，本文选取双管锤击碎石桩进行施工。

2、施工准备

施工前，需及时将护坡浆砌片石清理干净，根据现有坡度进行工作平台开挖，宽度为3m，且完成上部开挖的支撑防护作业。同时，进行桩位测量布设，合理控制桩孔间距，布设形状为等边三角形，施工桩位偏差控制在5cm以内。根据碎石：石灰：水泥：河砂：水=58：：1：10：18：4比例合理拌制材料。

3、桩基选择、就位

本工程选取起重能力为300kN的柴油打桩机，其桩锤为15kN。同时，选取无缝钢管作为护筒，为6mm壁厚，并进行芯管配置。芯管施工前需进行合金短刃开口钢靴桩尖的安装，320mm为护筒直径，300mm为芯管直径，1.5m为芯管长度。

为避免制桩施工过度影响桩间土，可选取间隔制桩法进行施工。桩机就位后，桩管尖端应与布设后的桩位对准，保证尖端和孔位中心偏差控制在2cm以内。

4、锤击造孔

开启柴油桩锤，向土层内一起打入内外管，直至满足设计深度，终孔后即可实施清孔作业。以外管投料口不堵塞为准，将内管拔起，并将料口打开，向外管内装入碎石。随后将投料口关闭，放下内管将其压在外管内碎石面上，并将外管拔起，保证外管上端接触内管、桩锤。桩锤施工中，合理控制桩底第一次投料量，随后进行锤击压实作业，确保桩底密实度符合设计要求。

5、连续造桩

内管拔起后，将碎石添加至外管内，合理控制各次投放料，并做好锤击压实作业，确保桩密实度符合施工要求。重复以上工序，直到拔管与桩顶相近。

6、封顶成桩及回填封闭

制桩满足桩顶需求后，需及时进行锤击压实到地面，进行封顶施工，要求在-10cm以内控制有效桩长偏差。全部桩孔封顶成桩后，需立即进行改良土回填施工，并做好夯实作业及干砌片石勾缝封闭施工。

四、公路边坡加固施工中碎石桩施工质量控制

1、桩身连续性。拔管过程中不存在拔空管，则不会出现断桩问题，保证桩身具体连续性。如桩忽然快速下降，将产生倾斜问题，通常这种情况就属于桩尖劈裂，如桩无法下沉或回跳问题多，则需将芯管拔出，查看岩石粉末是否存在，随后再次连续选取桩锤进行3到5次击打施工，如中间无小块岩石夹杂，则再次连续进行多次击打，如无法击破即可确定该桩满足设计要求。

2、质量检测。将试验桩附近土体挖除后通过测量结果显示，有效桩徑满足设计要求，且具有良好成桩效果。黄土湿陷性消除是该工程碎石桩施工的主要目的，但并没有对复合地基承载力做定量分析，为此，可选取标准贯入试验进行桩身抽检，对其密实度进行详细检验，得出桩身具有良好密实度。

本工程选用级配碎石（10—30mm粒径）作为桩体材料，因具有15%天然黄土含水量，为此，必须有效控制碎石含水量，通常选取的级配碎石含水量为9%左右。施工前需先进行试桩施工，所需数量为7到9根，通过试验确定施工参数。按照由两侧到中间的顺序进行工作平台施工，各级工作平台开挖顺序为从下至上，按照施工现场具体情况进行工作平台宽度的确定。如存在拔空管问题，则再次进行原位沉管投料施工，也可在其周围补打一根桩。

3、整治效果。本工程打桩总量为389根，2300m为其总长度，2年后检查发现，本护坡工程仍具有良好稳定性，没有产生湿陷滑坡问题，施工效果良好。

五、结束语

综上所述，路基两侧的坡面部分即为路基边坡，其作用为避免水流冲刷及稳定路基，为达到良好防护及加固效果，必须合理选取防护措施。碎石桩作为公路边坡加固施工技术之一，其技术水平的高低将严重影响工程质量。为此，必须严格按照施工现场具体情况，规范施工工艺，全面提升工程质量。■

参考文献

[1] 宋彦杰.碎石桩在软土地基处理施工中的应用[J]. 交通世界（建养.机械）. 2011（07）.

[2] 高超.碎石桩与水泥粉煤灰碎石桩复合地基地基处理工程实例[J]. 劳动保障世界（理论版）. 2013（08）.

[3] 曹文贵，赵聚才，贺敏，王江营.柔性基础下筋箍碎石桩复合地基变形机理及其沉降分析方法[J]. 岩土工程学报. 2014（05）.

[4] 王黎伟.碎石桩处治高速公路软土路基沉降及稳定性分析[D].西南交通大学 2011.

[5] 陈建峰，王波，魏静，冯守中.加筋碎石桩复合地基路堤模型试验[J]. 中国公路学报. 2015（09）.