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碎石桩处理软土路基的工程应用及效果分析摘要：针对某公路软基加固的工程实践，探讨了采用碎石桩处理软弱地基的施工工艺和工程质量控制措施。
现场检测结果说明，该公路软弱地基加固取得了较好的效果，达到了预期的目的。
关键词：软土路基；碎石桩；加固效果一、碎石桩加固机理碎石桩，是指用振动、冲击或水中等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入已成的孔中，形成大直径的碎石所构成的密实桩体。
从复合地基的理论角度来看，碎石桩处理饱和软弱地基主要有置换和排水两个作用。
碎石桩在软弱地基中成桩后，形成了碎石桩和桩间土组成的复合地基。
密实的碎石桩置换了与桩体体积相同的软弱土，形成的复合地基承载力比原软弱地基承载力高，而变形量则减少了。
由于碎石桩的刚度比桩周粘性土的刚度大，而地基中应力按材料变形模量进行重新分配，因此，在外部荷载作用下，大部分荷载将由碎石桩承担，桩体应力和桩间粘性土应力之比一般为2～4 。
在成桩过程中，由于振动、挤压或扰动等原因，桩间土会出现较大的附加孔隙水压力，从而导致原地基土的强度降低。
成桩结束后一方面原地基土的结构强度会随时间逐渐恢复，另一方面孔隙水压力会向桩体转移消散，结果是有效应力增大，强度提高和恢复，甚至超过原土体强度。
如果在选用碎石桩材料时考虑级配，则所制成的碎石桩是粘土地基中一个良好的排水通道，它能起到排水砂井的效能，且大大缩短了孔隙水的水平渗透途径，加速软土的排水固结。
干振碎石桩加固地基的实质是把松散的天然地基变成由碎石桩和挤密后的桩间土组成的共同工作的复合地基，其承载力比天然地基可大幅度提高，建筑物沉降可大幅减少。
干振碎石桩除了置换和排水作用外，还有挤密效应、垫层和加筋作用。
由于干振碎石桩主要在非饱和土中采用，在成孔和挤密碎石的过程中，土体在水平激振力的作用下，产生径向位移，其密度提高，孔隙比减小，承载力比加固前提高60％以上，因此，挤密和振密桩问土是复合地基承载力提高的主要因素。
垫层作用主要指在较厚的软弱土层中，碎石桩没有打穿该软弱土层，这样，整个碎石桩复合地基对于没有加固的下卧层起到垫层的作用，经垫层的扩散作用将建筑物传到地基上的附加应力减小，作用于下卧层的附加应力趋于均匀，从而使下卧层的附加应力在允许范围之内，这样就提高了地基的整体抵抗力，减少了沉降。
２０１２年９月第９期城市道桥与防洪０引言在我国的很多地区广泛分布着软弱土层。
软土地基的特点是含水量大、压缩性高、抗剪强度低、透水性差、承载力低，不能满足高速公路路基对于沉降，以及稳定性的要求。
振动沉管挤密碎石桩（以下简称沉管碎石桩）是在过去解决软弱粘性土地基承载力的挤密砂桩、砂井等方法的基础上发展起来的一种对可液化砂土、粉粘土地基的新处理方法，主要是利用振动、冲击沉管方式在软弱地基中成孔后，再将碎石挤压入土孔，形成的大直径密实桩体。
同时，桩周也形成一个碎石胶结的挤密带，提高原有地基的承载力，碎石桩与桩间地基土形成复合地基，以共同承担上部荷载。
近年来，在各类建筑和公路软土地基处理方面，沉管碎石桩正不断得到广泛应用。
１振动沉管碎石桩的一般加固机理1.1对于砂土、填土的加固机理1.1.1挤密作用在成桩过程中桩管对周围砂土、粘土层产生横向挤压力，桩管体积的土挤向桩管周围的土层，使桩管周围的土层孔隙比减小，密实度增大。
1.1.2排水降压作用桩孔内充填反滤性好的粗颗粒料（碎石），在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水降压通道，可有效地消散和防止超孔隙水压力的增高，防止砂土、粉土产生液化，加快地基的排水固结。
1.1.3预震效应在成孔或成桩时，振动锤的强烈振动，使填入料和地基土在挤密的同时可获得强烈的预震效应，对砂土地基增强抗液化能力是极为有利的。
1.1.4减震作用经加固的地基，地震剪应力由桩间土和碎石桩共同承担的。
由于碎石桩的剪切模量远比同截面大小的桩间土要高，当地震发生时，碎石桩桩体将出现剪应力集中的现象，桩间土剪应力减小，使地震烈度相应得到降低。
另由于在施工的成桩过程中，桩体对周边土层的径向挤压，使土层密度增大，地基变得更加均匀，提高了地基的抗剪强度和水平抵抗力。
1.2对于粘性土的加固机理1.2.1置换作用通过以刚度相对较大的碎石桩桩体置换原桩体部位的软土分担的上部荷载而实现。
1.2.2排水作用碎石桩桩体在粘土地基中能够形成良好的排水通道，可加速软土的排水固结，使沉降稳定的地基得以加固。
挤密碎石桩在高速公路施工中的应用摘要：探讨碎石桩的施工工艺，研究碎石桩的施工方案，进行碎石桩试验段施工，并检测碎石桩质量，指导工程施工。
关键词:挤密碎石桩高速公路软基处理应用0 引言随着我国经济飞速发展，高速公路的建设也日新月异，公路工程在国家基础设施建设中的地位越来越重要，对带动经济发展，满足交通运输的增长，增强城市之间的经济、文化交流起着极其重要的作用。
在高速公路的设计和施工过程中，常常会遇到各种各样的软土地基，而软土地基处理的好和差直接影响到高速公路的质量，是高速公路质量控制的一个关键。
软土地基常常采用挤密碎石桩，水泥深层搅拌桩，塑料排水板，砂砾垫层，铺设土工合成材料，堆载预压等方法进行处理。
挤密碎石桩对砂性、和粉砂土以及可液化土等软土地基有良好的加固作用，通过对软土地基的挤密、置换、竖向排水，加快地基土固结，形成稳定的复合地基，大大增强地基的承载能力，减少软土地段路基的工后沉降等特点，并且具有施工设备投入少，材料易于购买，施工工艺成熟可靠，进度快等优点，广泛在高速公路软基的设计和施工中被采用。
碎石桩施工方法有干法（震动沉管）施工和湿法（水振冲）施工，本文主要阐述干法施工的工艺，并结合通启高速公路TQ-02标段挤密碎石桩的施工方案和工艺，以供读者参考。
1 工程简介通启高速公路工程TQ-02标段由南京市交通工程有限公司承建，西起通州市平潮镇，东至通州市兴仁镇，全线总长15.34公里（K122+100～K137+440），软地基处理路段3880米，各种处理方法总计达89万延米，其中碎石桩30万延米，主要分布在桥头和填塘路段，试验段在通扬运河大桥桥头，长度15米，碎石桩长8米，桩径0.5米，桩距1.3米。
2 施工方案施工方案采用两种施工工艺进行首件工程的施工，通过对碎石桩检测结果的对比，得出最佳施工方案。
2.1 第一种施工方案：桩管振动下沉至设计深度，略提升桩管，打开沉管底部活页瓣，留振60秒，提升桩管，在提升过程中每提升1米，反插两次，留振60秒。
灰土挤密桩法在公路软地基处理中的应用灰土挤密桩法是一种常用的软土地基处理方法，可以有效地提高软土地基的承载力和稳定性。
在公路工程中，灰土挤密桩法的应用越来越广泛，下面将从以下几个方面对其应用进行介绍。
一、灰土挤密桩法的原理灰土挤密桩法是一种通过挤压和密实软土地基来提高其承载力和稳定性的方法。
该方法主要是通过在软土地基中钻孔，然后将灰土注入孔中，最后利用挤压机将灰土挤压成桩状，形成一系列的灰土挤密桩。
这些灰土挤密桩可以有效地改善软土地基的物理性质，提高其承载力和稳定性。
二、灰土挤密桩法的优点灰土挤密桩法具有以下优点：1.施工简单方便，工期短。
2.适用范围广，可以用于各种软土地基处理。
3.施工成本低，比传统的软土地基处理方法更经济。
4.对环境污染小，不会对周围环境造成污染。
5.可以在现场进行施工，不需要大量的材料和设备。
三、灰土挤密桩法的应用灰土挤密桩法在公路软地基处理中的应用主要包括以下几个方面：1.公路路基加固灰土挤密桩法可以用于公路路基的加固，特别是在软土地基较为严重的情况下。
通过灰土挤密桩的施工，可以有效地提高路基的承载力和稳定性，从而保证公路的安全性和稳定性。
2.公路桥梁基础处理灰土挤密桩法可以用于公路桥梁基础的处理，特别是在软土地基较为严重的情况下。
通过灰土挤密桩的施工，可以有效地提高桥梁基础的承载力和稳定性，从而保证桥梁的安全性和稳定性。
3.公路路基沉降控制灰土挤密桩法可以用于公路路基沉降控制，特别是在软土地基较为严重的情况下。
通过灰土挤密桩的施工，可以有效地控制路基的沉降，从而保证公路的平稳性和舒适性。
四、总结灰土挤密桩法是一种有效的软土地基处理方法，在公路工程中应用广泛。
该方法具有施工简单方便、适用范围广、施工成本低、对环境污染小等优点。
在公路路基加固、公路桥梁基础处理、公路路基沉降控制等方面都有广泛的应用。
碎石桩在软基加固中的应用摘要结合碎石桩在高速公路软基中的应用和处理效果,探讨碎石桩加固原理、碎石桩排水固结作用、碎石桩设计,证实碎石桩是一种可行的软土加固方法。
关键词碎石桩;软基;设计;承载能力碎石桩是指用振动、冲击或水冲等方法在软弱地基中成孔后,再将碎石压入已成孔中,形成大直径碎石所构成密实桩体,碎石桩有挤密、置换、排水、垫层、加筋等五种作用,对不均匀天然地基,经碎石桩地基加固处理后可成为均匀地基,满足工程地质变形要求。
采用碎石等硬质透水材料成桩后改变地基排水条件,且桩体是良好排水体,排水通道大,有利于地基土排水固结,且抗腐蚀性强,碎石桩对地质条件限制少、造价低,适合软土路基处理。
1碎石桩加固机理1.1碎石桩加固原理碎石桩是在地基中用碎石设置一定高度竖向桩体,形成复合地基,通过桩土协调变形,荷载传递给刚度大、强度高碎石桩体,土体上负荷减少,改善复合地基工程性能,增强地基承载力,碎石桩能使软土密实度增加,孔隙比减小,压缩性减少。
碎石桩还可提高抗震性能,减少沉降与不均匀沉降,缩短沉降期,达到加固软土的目的。
其加固机理主要表现在以下方面。
碎石桩在黏性土地基中力学和变形特性由散粒材料组成碎石桩有它独特的力学性能,不同于钢筋混凝土桩。
碎石桩特点有:1)桩直径较粗大,一般在70-110cm 之间;2)它沿轴向可以是变直径,由于振冲器输出能量固定,在地基土遇到较软地方,桩直径增大,较硬处桩直径就减小;3)碎石桩刚度比四周地基土大;4)碎石桩在受力过程中可以适应较大变形,它属于柔性桩。
1.2碎石桩排水固结作用碎石桩能发挥与砂井相同的排水作用,由于在制桩过程中振动,挤压和扰动等因素使桩中土出现了较大附加空隙水压力,桩间土强度相应降低,制桩结束后随着土空隙中水压力消散,土结构强度不断恢复,在地基加载过程中桩体排水作用使土体中超静孔隙水压力不断消散,有效应力和桩周土强度不断增大,复合地基强度也随着增加。
碎石桩本身是散粒体材料,完全依靠桩周土体对侧向约束作用。
灰土挤密桩法在公路软地基处理中的应用灰土挤密桩法，又称灰土挤密法，是一种常用的软土地基处理方法。
它主要通过在地基中预埋或挤入灰土桩，并在桩体底部形成坚硬的灰土垫层，从而提高地基的承载能力和稳定性。
灰土挤密桩法广泛应用于公路软地基处理中，取得了较好的效果。
一、灰土挤密桩法的原理和优势灰土挤密桩法的原理是利用静压力将粉煤灰混合土按照设计要求挤入地基中，形成一定密度的灰土桩。
在此过程中，灰土桩与周围土层发生摩擦，形成一种桩土共同作用体系，提高地基的整体承载能力和抗沉降性能。
灰土挤密桩法的优势主要有以下几点：1. 对地基土层的改良作用明显，能够有效提高地基的承载能力和稳定性。
2. 操作简便、施工快速，可以适应较为复杂的地质环境。
3. 施工过程不需要添加任何化学药剂，对环境友好。
4. 施工效果可控，根据实际情况可以进行灵活调整和优化设计。
二、灰土挤密桩法的施工流程1. 剖挖：根据设计要求，在软土地基上开挖一定深度的坑槽，通常桩身埋深为1-3米。
2. 安装桩机：选择适当的挤灰桩机，将其安装在坑槽边缘的合适位置。
3. 灰土挤压：将预先准备好的粉煤灰混合土装入挤灰桩机的料斗中，启动挤灰桩机开始挤压。
4. 垂直打桩：桩机在挤压的同时，向下移动顶部部件，形成垂直打桩的作用。
5. 桩头处理：灰土挤压完成后，对桩头进行整平处理，保证桩头的均匀性和水平度。
三、灰土挤密桩法在公路软地基处理中的应用1. 用于加固路基：在公路路基施工中，经常会遇到软土地基的处理问题。
灰土挤密桩法可以有效提高地基的承载能力，从而增加路基的稳定性和抗沉降性能。
2. 用于防止地基沉降：软土地基通常具有较大的沉降量，而灰土挤密桩法可以通过挤压灰土形成坚硬垫层，减小地基的沉降量，保证公路的平整度和使用寿命。
3. 用于抑制地基液化：灰土挤密桩法可以改善软土地基的工程性质，增强土体的抗液化能力，从而减小地震灾害对公路的影响。
4. 用于处理污染土壤：在一些公路线路沿线，可能存在污染土壤的问题。
振冲碎石剂密桩在软基处里中的应用【摘要】随着国家基础建设的大力发展，公路建设规模越来越大。
为了节约成本、减少重复建设，各种类型公路工程项目也越来越多；如何有效利用软基，保证处理后的路基不发生开裂破坏，已经愈来愈被引起重视；多年来，大量路基加固技术被应用于公路施工中取得了较好的效果。
【关键词】路基加固方法振冲碎石挤密桩软基处理【 abstract 】 along with the national infrastructure development vigorously, highway construction scale is more and more big. in order to reduce cost, reduce duplication of construction, various types of the highway engineering project is also more and more; how to effectively use the soft foundation, ensure the subgrade treatment does not occur cracking destruction, has been more and more be cause attention; for many years, a large number of roadbed reinforcement technique was used in road construction which has obtained a better effect.【 key words 】 roadbed reinforcement method vibration compaction pile at rubble soft foundation treatment1、前言在公路建设中已有越来越多的软基处理技术在各项实际工程中应用推广，一方面大量的现场实践成果为领域的研究提供了实践经验，另一方面随着理论研究的不断深入，对于地基处理的机理具有更深刻的认识，进而为工程的设计与实施提供可靠的理论基础，因此，现代软基处理技术得到了前所未有的发展。
浅谈碎石桩在公路软土路基处理的应用摘要：本文结合工程实际，对碎石桩在公路软土路基处理的应用谈一些看法。
关键词：碎石桩；软土路基；处理；应用Abstract: combined with the engineering practice, the gravel pile in soft soil subgrade treatment of highway some views on the application.Keywords: gravel pile; Soft soil subgrade; Processing; application一、工程概况某公路路基多处为湿软性地基，为了消除其湿软特性，提高地基承载力，对该段进行了专门的地基处理设计，设计采用碎石桩处理，碎石桩顶铺设0.5m厚砂卵石垫层，垫层内铺设一层土工格栅。
碎石桩桩径0.5m，桩间距为1.5m，呈等边三角形布置，施工范围为两侧坡脚线以内。
二、碎石桩的定义和原理1、定义碎石桩是以碎石(卵石)为主要材料制成的复合地基加固桩。
碎石桩在国外统称为散体桩或粗颗粒土桩。
所谓散体桩是指无粘结强度的桩，由碎石桩和桩间土组成的复合地基可称为碎石桩复合地基。
目前在国内外广泛应用碎石桩复合地基处理震动液化地基，碎石桩可用于砂土、粉土、粉质黏土、松软土、素填土和杂填土等地基。
碎石桩是散体桩的一种，按其制桩工艺可分为振冲(湿法)碎石桩和干法碎石桩两大类。
振动水冲法是1937年由德国凯勒公司设计制造出的具有现代振冲器雏形的机具，用来挤密砂土地基获得成功。
20世纪60年代初，振冲法在德国开始用来加固粘性土地基，由于填料是碎石，故称为碎石桩，之后，在各国推广应用。
我国应用振冲法始于1977年，在坝基、道路、桥涵、大型厂房及工业与民用建筑地基处理中，振冲法均已得到了广泛的应用。
因振冲碎石桩有泥水污染环境，在城市和已有建筑物地段的应用受到限制，且有软化土的作用。
从80年代开始，各种不同的施工工艺相应产生。
挤密碎石桩在软基处理中的应用摘要：分析挤密碎石桩在软基处理中的应用，提出挤密碎石桩的检测指标。
关键词：挤密碎石桩检测指标
软土地基的处理是从稳定、沉降及满足构造物的承载力要求等方面进行分析。
路堤稳定计算采用有效固结应力法。
地基沉降量采用分层总和法(e-p曲线)计算主固结沉降sc，并采用经验修正系数对其进行修正，经验系数ms取值为1.1～1.4。
地基的固结度采用太沙基固结理论计算。
路基填筑期一般按3～6个月考虑，预压期按6个月左右控制，路基施工期按10～12个月控制。
软基处理以工后沉降及路基稳定为控制指标。
规定路面设计使用年限(15年)内残余沉降(简称工后沉降)要求见下表。
容许工后沉降一览表
容许工后沉降
工程位置
道路等级桥台与路堤
相邻处涵洞或箱型
通道处一般路段
高速公路、一级公路≤0.10m ≤0.20m ≤0.30m
二级公路
（采用高级路面）≤0.20m ≤0.30m ≤0.50m
复合地基法是软土地基较为成熟可靠的处理方法。
对于以软土为主的地基处理，主要有水泥浆搅拌桩法、水泥干粉喷射搅拌桩法(粉喷桩法)、砂(碎石)桩法、石灰桩法以及水泥粉煤灰碎石桩法(cfg桩)。
粉喷桩法在项目区域有较丰富的施工经验，经实践验证，处理效果可靠，加固深度可达12m，故深度小于12m的软土地基推荐采用粉喷桩处理。
水泥深层搅拌桩法施工工艺复杂，造价较高，仅当软土深度大于12m且小于20m时，推荐该方案。
石灰桩法施工工艺复杂，且成桩后受地下水位影响较大，因该区地下水位较高故不推荐。
砂(碎石)桩法需预压时间，且碎石易剪切桩周粘土，桩体不易成型，但挤密效果较好，结合砂土液化的处治进行推荐。
水泥粉煤灰碎石桩与挤密碎石桩、挤密砂桩相比，强度较高，应力集中明显，同时其桩体材料灌入较为容易，造价高，经分析本地区的软土指标，对于路段中软土指标差，含水量高，原状土临界高度低，同时为工程重点部位的路段推荐采用加固效果显著的cfg桩。
对于以液化土为主的地基处理，经分析比较，推荐采用挤密碎石桩处理，以提高砂土的密实性，达到处理效果。
挤密碎石桩作为成熟的软土地基处理措施，广泛应用于高填土软土地基处理中，开发区境内几座桥桥头高填土中也应用了该技术措施，为更好的保证施工质量，需对挤密碎石桩的成桩进行检测。
一、检测目的
1、可液化土地基段：检验挤密碎石桩处理效果。
通过对比挤密碎石桩处理前后桩间实测标贯击数、静力触探曲线变化情况以及碎
石桩桩身的施工质量，判断各土层的强度增长和可液化土层是否完全消除液化势。
2、可液化土迭加软土地基段：对比处理前后软弱土层密实度和强度提高情况，判断可液化土层是否完全消除液化势以及复合地基承载力是否满足设计要求。
二、检测方法
桩间土以标准贯入法试验为主，辅以其他试验方法。
1、试桩阶段
试桩前后桩间土分别进行标准贯入、静力触探和瞬时瑞利波等测试工作；碎石桩采用动力触探（重ii型）法；单桩桩身和三桩复合地基分别进行静载试验。
2、正常施工阶段
只进行标准贯入、静力触探、瞬时瑞利波和动力触探等测试工作。
三、检测频率
1、试桩路段
试桩前分别进行标准贯入、静力触探和瞬时瑞利波检测，每试验路段各不少于5个点；试桩后，标准贯入试验1％。
静力触探试验3点/5000m2。
当施工点面积小于5000m2时，不小于3点。
瞬时瑞利波检测：纵向1点/40m，检测点随机布置。
动力触探在桩间土标贯击数达不到要求的点周围检测2～3根桩。
静载荷试验选择在先期的试验路段进行、桩头和复合地基各2点。
2、正常施工路段
标准贯入试验：按碎石桩根数的1％布设测点；静力触探3点/5000m2；瞬时瑞利波法试验1点/40m；动力触探2～3‰。
四、检测标准
1、标准贯入试验
处理后粉细砂、粉土质砂、粉土层桩间土实测标准贯入击数
n63.5应不小于该路段的临界标准贯入击数nc。
2、瞬时瑞利波检测
①．粉细砂、粉土质砂、粉土等可液化土层，地基处理后剪切波速≥200m/s。
②．淤泥质粘土夹层，地基处理后剪切波速≥150m/s。
③．粘土夹层，地基处理后剪切波速≥170m/s。
3、静力触探检测
粉细砂层中桩尖阻力qc不小于9mpa；砂土、亚砂土层中qc不小于6.5mpa；亚粘土、粘土层qc不小于1.4mpa；淤泥质粘土层qc 不小于0.9mpa；淤泥层中qc不小于0.8mpa。
4、动力触探（重ii型）检测
连续5击时的下沉量不大于10cm。
5、静载荷试验
检验单桩允许承载力和三桩复合地基允许承载力分别不小于
300kpa和150kpa。
五、检验时间
挤密碎石桩分段施工结束后15天进行。
六、说明的问题
1、地基处理质量检验手段，对液化土以标准贯入试验为主，其他手段为辅。
2、碎石桩处理路段检测时，先以快速的瞬时瑞利波法普检。
对认为复合地基剪切波速较差的路段，再适当加密标准贯入或静力触探的检测点。
3、已施工的碎石桩，应有现场详细、整齐、清晰的施工记录。
如施工参数（填石数量不小于0.224m3/m、沉管振动时间、提升速度和高度等）、桩距、桩长等是否符合设计要求。
4、静载荷试验应选择在有软土层的不同典型路段进行，并辅以标贯、静力触探和瞬时瑞利波法。
当静载荷试验复合地基承载力满足设计要求时，即认为该段地基处理达到了预期的效果。
同时，应总结出静载荷试验和标贯、静力触探及瞬时瑞利波试验的相应关系，以指导大面积的正常施工。
根据现场实际情况，正常施工路段可不再进行静载荷试验。
5、对标贯、静探和瑞利波检测不合格的碎石桩处理路段，如单桩质量满足设计要求，可判定为合格路段，单桩质量包括碎石贯入量、单桩承载力、密实度等。
单桩质量检验以重ii型动力触探测试为主，适当辅以静载试验。
6、对于挤密碎石桩目前存在桩体上部1～2m密实度较差、强度偏低的问题，建议改进施工工艺，提高碎石桩的成桩质量。
在开发区目前实施的挤密碎石桩处理软土地基中，通过对挤密碎石桩的成桩进行检测，能够较好的控制施工质量，保证了处理效果。
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。
