振冲碎石桩在工业厂房地基处理中的应用

　　摘 要：本文以振冲碎石桩处理工业厂房地基工程为实例，介绍了振冲碎石桩的施工工艺、质量控制措施和环境保护措施。工程施工结束后对碎石桩桩体质量和处理后的地基承载力进行了检测，工程质量检查和检测结果表明，本工程施工设备、施工工艺参数选择合理、施工质量保证措施合理有效，可供类似工程参考。
　　关键词：振冲碎石桩；地基处理；施工；应用
　　1 工程概况
　　北京某工业厂房项目总建筑面积为35106.86m2，包括3栋建筑，其中1#建筑地上3层，2#建筑地上2层，3#建筑地上2层。3栋建筑均无地下室，均为钢筋混凝土结构，采用独立柱基础。
　　本工程±0.00=40.45m，自然地面标高平均约为-0.45m，基底标高为-1.55m。本工程采用振冲碎石桩进行地基处理，桩端持力层为中砂③层，要求振冲碎石桩施工处理后，1#建筑复合地基承载力不小于100KPa，2#、3#建筑复合地基承载力不小于80KPa。
　　振冲碎石桩桩径为1.15m，正方形布置，桩间距为2.0m，共设计3055根，其中1286根桩长为9.5m，1769根桩长为8.5m；桩顶铺设300mm厚的碎石垫层。
　　2 水文地质工程地质
　　2.1工程地质条件
　　根据工程勘察报告，拟建场区现状地面下25.0m范围内的地层划分为人工堆积层、新近沉积层及第四纪冲洪积层，并按地层岩性及其物理力学性质指标进一步划分为4个大层，各土层自上而下简述如下：
　　杂填土①层：杂色，稍密，稍湿，含有砖块、建筑垃圾及生活垃圾。层厚1.1～2.5m。
　　素填土①1层：黄褐色，稍密，稍湿，以粉土、粘性土为主。层厚2.2～4.1m。
　　粉质粘土～重粉质粘土②层：褐黄色，硬塑，含云母，铁锰质氧化物，层厚1.0～3.7m。
　　砂质粉土～粘质粉土②1层：褐黄色，密实，稍湿，含云母，铁锰质氧化物，层厚1.1～2.0m。
　　粘土②2层：褐黄色，可塑，含云母，铁锰质氧化物，层厚1.5～2.3m。
　　中砂③层：褐黄色～褐色，中密，湿～饱和，主要成分为石英、长石以及云母，层厚3.5～5.2m。
　　粉质粘土～重粉质粘土④层：褐灰色，可塑，含云母，铁锰质氧化物，局部含有大量有机质及贝壳，主要分布在场地南部，层厚3.4～10.5m。
　　砂质粉土～粘质粉土④1层：褐灰色，密实，湿，含云母，铁锰质氧化物，层厚1.6～5.0m
　　粘土④2层：褐灰色，可塑，含云母，铁锰质氧化物，本次勘探期间未钻穿该层，最大揭露厚度为6.0m。
　　2.2水文地质条件
　　本工程地下水类型为潜水型，埋深为8.1m～9.8m，水位标高为30.66m～32.00m。其水位年变化幅度一般为1.0～2.0m。
　　3 施工准备
　　3.1技术准备
　　（1）熟悉技术文件，组织有关人员学习、会审图纸，进行图纸交底。
　　（2）根据本工程的实际情况，确定本工程施工所需的设备、计量和测量、试验器具，并配备齐全。
　　（3）以项目总工为核心，组织有关部门和人员，认真制定施工技术方案、措施，做好技术交底，建立技术档案，逐级落实技术责任制。
　　（4）进场前，对所有测量仪器送有关单位校核，确保施工测量时仪器正常使用。
　　（5）根据给定永久性坐标和高程，按施工总平面图要求，进行施工场地控制网测量，设置场区测量控制桩和控制点。
　　3.2生产准备
　　（1）做好“三通一平”工作：确保水通、电通、路通和场地平。
　　（2）对所有桩点进行明确标识，加强现场控制桩和控制点的保护，设立明显的警告标志，设置保护装置，防止车辆碰撞、碾压和认为破坏，并定期复核。
　　（3）组织机械设备进场，并进行相应的保养和试运转等工作。根据施工现场需要组织材料进场，按规定地点和方式储存或堆放。
　　（4）对施工现场地上、地下障碍物进行全面检查，对各种障碍物进行拆除后改移。
　　（5）布置场内临水、临电走向，办理现场临时占地手续，并按标准建好各项临设设施。
　　（6）修建排污和泥浆拌制系统，选好污水排放口，并联系好排渣场地。
　　3.3 试桩试验
　　施工前选取3根桩进行试桩，采用计算机控制和数据采集系统记录施工时的各种参数，由业主、设计、监理、施工几方共同分析后审核确认正式的振冲施工参数。
　　4 施工方法与工艺要求
　　4.1 施工顺序
　　（1）总体顺序为：先施工1#建筑的振冲碎石桩，安排2台桩机施工，然后施工2#、3#建筑的振冲碎石桩。2#、3#建筑同时施工，各安排一台桩机施工。
　　（2）振冲碎石桩施工→基槽开挖→清桩间土及渣土外运→桩基检测→验槽→铺褥垫层→褥垫层检测。
　　4.2 施工工艺流程 　　正式施工前进行试桩，根据试桩结果确定的施工参数见表1。 　　4.4 施工要点
　　（1）造孔
　　振冲器对准桩位，先开启压力水泵，振冲器末端出水口喷水后，再启动振冲器，待振冲器运行正常开始造孔， 使振冲器徐徐贯入基础地面，直至设计深度;
　　造孔过程中振冲器应处于悬垂状态。振冲器与导管之间有橡胶减震器联结，因此导管有稍微偏斜是允许的，但偏斜不能过大，防止振冲器偏离贯入方向。
　　（2）清孔
　　造孔完毕后，将振冲器停在桩端以上50cm左右处，进行清孔，待孔内循环泥浆稠度降低，即将振冲器提至孔口。
　　（3）填料加密
　　采用强迫填料制桩工艺。制桩时应连续施工，不得中途停止，以免影响制桩质量。加密从孔底开始，逐段向上，中间不得漏振。当达到设计规定的加密电流和留振时间后，将振冲器上提继续进行下一个段加密，每段加密长度应符合设计要求;
　　重复上一步骤工作，自下而上，直至加密到设计要求桩顶标高。
　　（4）垫层施工
　　在振冲碎石桩施工完成并经检测合格后，在桩顶上铺填30cm的碎石垫层。垫层填料材料质量、配合比应符合设计要求；施工过程中严格检查分层厚度、碾压遍数和压实系数；全部处理范围均采用20t振动压路机重叠轮迹碾压至少二遍，垫层压实系数不小于0.95。
　　4.5 质量标准
　　5.4..1 质量标准与质量检验
　　（1）振冲地基质量检验标准应符合表2规定。
　　（2）施工前应检查振冲器的性能，电流表、电压表的准确度及填料的性能。
　　（3） 施工中应检查密实电流、供水压力、供水量、填料量、孔底留振时间、振冲点位置，振冲器施工参数等。 　　4.6 常见问题纠正预防措施
　　振冲施工过程中常见问题的纠正预防措施见表3。 　　4.7泥浆排放处理
　　4.7.1泥浆排放处理总体方案
　　在振冲桩施工现场设置临时集浆坑收集泥浆，排至泥浆中转池（一些机组若距离沉淀池较近，可直接排入沉淀池），集中排放到泥浆沉淀池，派专人24小时巡视，随时观察以保证泥浆池围堰的安全，经沉淀后的清水排放至外部或循环使用。
　　4.7.2施工区内泥浆收集系统
　　现场泥浆收集系统包括：临时集浆坑、主排浆沟、副排浆沟、大功率排污泵等，主要工作方式如下。
　　（1）根据施工区域、场地条件及施工机具走向，选好集浆坑位置。
　　（2）将整个作业区划分成若干小施工区域，由临时集浆池向各施工区挖一条或几条深度及宽度较大的主排浆沟，作为整个施工作业区的主要排浆系统。
　　（3）在每个小施工区内挖好通向主排浆沟的副排浆沟，副排浆沟应沿着每排桩侧进行开挖，并联通主沟形成小排浆沟系。
　　5质量保证措施
　　5.1 质量保证体系
　　建立质量保证体系，建立健全质量保障制度，确保质量体系有效运行，配备专职质检员，对质量进行全过程控制与管理。
　　5.2 质量管理组织机构
　　（1）设置工程现场质量管理组织机构，配备有经验的技术人员、质检人员、管理人员和操作人员。
　　（2）参加施工各类人员均为经过培训的合格人员，对特殊工艺、特殊工种作业人员应有相应上岗操作证书。
　　5.3 材料管理措施
　　（1）对所有进场的原材料、半成品组织检查验收，并建立台账。进场材料须有合格的材质证明、出厂合格证和试验报告。
　　（2）材质检验由专人负责，质检负责人应经过专业培训，持证上岗；
　　（3）砂石料，必须按照规定及时取样试验，并将试验报告报监理。
　　（4）对进场材料必须进行标识，按照“合格”、“不合格”、“未经检验”三种状态进行分类堆放，严格管理，避免误用不合格的材料。
　　（5）对不合格的材料，及时清退出场，同时要注明处理结果和材料去向并建立台账。
　　5.4 加强施工过程控制
　　（1）质量部门对施工项目实施全过程进行质量控制；施工作业队设专职质检员负责全队施工质量检查，班组设专人做好自检。
　　（2）坚持实行质量周报和质量事故报告制度。各作业队质检部门每周五将质量周报上报，一旦出现质量事故，24小时内必须将事故报告（写明事故原因）送质检部门。
　　（3）施工班组坚持“三检制”，即自检、专检、交接检。自检、专检、交接检中均须达到合格，达不到合格等级的工序均不得进入下道工序。经过“三检”的工序由质检工程师请监理工程师验收签认。
　　（4）在整个施工操作过程中，贯穿工前有交底、工中有检查、工后有验收的“一条龙”操作管理方法。做到施工操作程序化、标准化、规范化，确保施工质量。
　　6 环境保护措施
　　（1）对施工现场主要道路和材料堆放等场地进行硬化，施工工地大门口进行硬化处理、并设车辆冲洗池旁设二级沉淀池。
　　（2）车辆运输砂石、土方、渣土和垃圾，应当按照《北京市人民政府关于禁止车辆运输泄露遗撒的规定》，采取措施防止车辆运输泄露遗撒。
　　（3）现场设置一定数量的废污水沉淀池，并经常清理，防止污水流溢。现场设置一定数量的移动厕所。
　　（4）施工现场安排专人负责保洁工作，配备相应的洒水设备，及时洒水清扫，减少扬尘污染。
　　（5）砂石料运输时应用帆布、盖套或类似遮盖物覆盖，现场堆放时应予遮盖或适当洒水润湿。
　　（6）油料、易燃、易爆和有毒有害物品分类存放、管理，采取措施防止物料随雨水径流排入地表及附近水域，造成污染。
　　（7）加强施工人员的环保教育，严格控制非正常施工作业的噪声污染，防止不必要的噪声产生。
　　（8）现场施工垃圾、生活垃圾应分类存放。施工现场设置密闭式垃圾站用于存放建筑垃圾，清理施工垃圾时，严禁随意抛撒。
　　（9）碎石桩施工产生的泥浆及废弃物等，在施工过程中和工程完工时及时清除干净。
　　7 地基处理效果
　　（1）桩体施工质量检验
　　采用动力触探试验对碎石桩桩桩体密实度进行检测，抽样数量为总桩数的1%，检测31根，检验方法采用重Ⅱ型动力触探测试。检测结果表明，本工程振冲碎石桩桩身密实，满足规范和设计要求。
　　（2）地基承载力检测
　　振冲碎石桩施工完成后，有第三方进行复合地基承载力检测，载荷试验检验数量按不少于总桩数的1%，且每个单体工程不少于3点进行控制。共选取31根桩进行复合地基承载力检测，经检测1#建筑复合地基承载力大于100KPa，2#、3#建筑复合地基承载力大于于80KPa，满足设计要求。
　　（3）碎石垫层质量检测
　　经检测，碎石垫层压实系数最小值为0.955，最大值为0.97，平均压实系数为0.96，满足设计和规范要求。
　　8 结束语
　　（1）本工程正式施工前进行了试桩和试桩检测，为振冲桩施工参数的确定提供了依据。
　　（2）在本工程中，根据地基处理后的地基检测结果可知，采用振冲碎石桩对素填土、砂土粉土、粉质粘土的处理效果是可行的，满足设计要求。
　　（3）振冲碎石桩加固软弱地基具有设备简单、技术可靠、施工简便、工期短、造价低等优点。