振动沉管桩施工对公路路基的影响研究

成瑞玲

(山西路桥第一工程有限公司，山西 太原 030000)

1 路基概况与处理方案

某公路工程的路堤目前已经完成施工，形成了可供使用的简易通道，然而，因路堤填筑过程中未做好路基处理，导致路面无法摊铺。为确保高速公路尽早得以使用，决定采用振动沉管桩技术进行处理。桩基施工势必会对路基造成影响，对此，在施工前后需做好路基检测。

该公路路基所在地区为滨海低平原，有新构造运动，岩土存在很多盐地、养鱼池，地面有很大高差。整个路段的路堤，局部为填土，每个地层土体的实际含水量都很大，导致承载力不足，受外力作用后很容易产生变形。

针对该公路路基实际情况，需采用复合地基的方法来处理，具体为振动沉管桩，桩身材料为粉煤灰与生石灰粉按比例(8∶2或4∶6)混合后的料，桩长分为两种，即5 m和7 m，桩间距分为三种，即1.38 m、1.68 m与1.96 m，按照梅花形布置，桩径统一为460 mm。

2 振动沉管桩施工过程中的路基变形

为明确振动沉管桩施工时路基产生的变形，在路堤上进行了沉降标、沉降板与沉降仪的设置，并在路堤的侧面设置了测斜管，以此对路堤产生的沉降及位移进行监测，为施工提供正确指导。

振动沉管桩施工开始前，路基顶部实际沉降变化量相对较小。开始施工后，由于受到机械设备的影响，路基顶部产生较大的沉降变化，而且这一变化基本无规律可循，局部下沉或隆起。施工完成后，沉降变化明显，之后伴随时间不断推移而减小，在4个月以后，沉降变化量大约恢复至施工前情况。在完成施工后到沉降变形量恢复到之前的这段时间中，路基顶部产生的沉降，最大和最小值分别为12.52 cm、2.32 cm。

为确定桩基施工时地下土体产生的沉降，借助沉降仪与沉降标对深层土体实施监测。其主要目的在于用沉降标确定路基底部沉降与地基当中桩基处理底部产生的沉降，而采用沉降仪的目的在于确定地表下部10 m范围内产生的分层沉降。在桩基施工开始前，地下每个土层产生的沉降都较小，都比路基顶部产生的沉降小。而在桩基施工开始后，每个土层的土体都开始产生具有一定规律的沉降，并伴随时间不断推移而减小，在完成施工的4个月之后路基保持稳定。根据不同深度条件下的沉降资料，地表以下4 m向下产生的沉降较小，而3 m以上有较为明显的沉降变化，浅层沉降大于深层，由此可见，桩基施工主要影响区域为路堤顶部到原地面下部3 m。

对于地下土体因桩基施工产生的侧向位移，采用在土体中设置测斜井的方法检测，该方法不仅速度快，而且结果准确。在桩基施工开始前，地下土体产生的侧向位移相对较小，桩基施工过程中，地表下部都产生了一定的位移。各测斜井号的位移量分别为：S1=113 mm；S2=524 mm；S3=16 mm；S4=16 mm；S5=248 mm；S6=46 mm；S7=205 mm；S8=117 mm。施工过程中，地下个深度层次产生的位移有很大差别，以地下3 m向上的部分位移为最大，而4 m向下的部分几乎没有产生侧向移动。

3 施工完成后勘察结果的对比

3.1 具体检测方法与工作布置

对于复合地基实际处理效果，大多采用静力触探及十字板强度试验测试对比的方法来检测，对不同桩型的每一种桩间距都设置一个检测断面，在每个断面上都布置两组测点，在每组测点上均设置两个孔，分别为触探孔与剪切孔。

3.2 结果对比

为明确复合地基实际处理效果，施工开始前和完成后分别实施了强度检测，具体的检测结果如表1所示。

表1 施工前、后复合地基强度检测与对比

从以上结果可知，完成施工后，整个复合地基实际强度得到很大提升。

3.3 桩基施工具体影响范围检测

这项检测工作是在总体效果检测这一基础上实施的， 针对每个桩型随机选择两个桩实施检测，在选定的桩的边缘与桩间土三处进行十字板与静力触探原位测试。完成测试后，通过与处理之前所得检测结果的对比即可确定桩基具体影响范围。

通过对不同桩型的具体检测结果的统计和对比可知，不同桩型在不同土层条件下的影响范围有很大不同。对不同桩型对应的检测结果进行综合后，发现对粉煤灰桩而言，其影响范围相对均衡，通常在30～50 cm范围内，基于此，应将桩间距控制在0.98～1.33 m的范围内；在本次桩基施工过程中所用的三种桩间距，以1.38 m可达到的处理效果为最佳。

4 结 论

(1)桩基施工会使路基原有平衡被破坏，导致路基产生相对较大的沉降，而且沉降的产生基本无规律可循，在桩体的挤压作用下，部分土体发生下沉，也有部分土体向上隆起，具体的影响范围为原地面向下3 m的范围。在桩基施工结束4个月的时间后，路基沉降的产生规律和桩基施工之前大体相同，即路基开始趋于稳定。

(2)桩基施工会使浅层土体产生更大的位移，尤其是地表向下3 m以内的部分，其位移通过检测可知相比最大，而在深度达到4 m后，土体几乎没有发生侧向位移，这说明深层土体保持稳定，有着良好的地质情况。

(3)桩基施工会使路基土体整体强度得到很大程度的提高。根据以上检测结果，在本次桩基施工过程中，以1.38 m的桩间距达到的处理效果为最佳。

(4)通过对桩基施工具体影响范围进行的检测和分析，对该工程所用桩型而言，其桩基施工具体影响范围相对均衡，在30～50 cm范围内，对桩间距而言，应控制在0.98～1.33 m范围内。