对振动沉管碎石桩软基处理技术应用的几点看法
2015-08-24
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核心提示：振动沉管挤密碎石桩能有效提高地基的承载力，增强软弱粘性土的整体稳定性。结合具体工程，较为详细的介绍了振动沉管碎石桩的参数设计、施工工艺以及质量检测方法，实践证明，振动沉管碎石桩施工简易，造价合理，值得广泛推广应用。
1工程概况某高速公路第八合同段K48+800—K58+100，全长9.3km，发育
有4.7m厚亚粘土、4.7m厚泥炭土、2.5m厚有机质粘土、9m厚泥炭土，局部夹薄层粉砂。该段路基为填方路基，填土高为7～9m，对该段软土设计采用振动沉管碎石桩深层处治。碎石桩采用振动沉管成孔，桩长15m，桩管直径为50.0cm，间距为120cm，布桩形式采用正三角形。
本项目碎石桩桩径设计为500mm，桩长L取8-10m。整个地基的单桩填料量要求每m>0.236m3，置换率m为23-32%，单根桩的处理加固面积为1.21m2，桩按正方形布置。间距采用1.6-1.8m。设置300500mm垫层。设计目标为加固后的复合地基承载力特征值达到115kPa，后期地基土强度的提高采用分期堆载促使地基土的排水实现固结，且处理后地基土具有良好均匀性。
2施工技术应用
2.1原材料准备制桩使用未风化机轧碎石，径粒20～50mm，含泥量不大于10%。
C30混凝土预制桩头、打桩用的碎石各项指标均符合设计和规范要求，对装载机料斗进行现场标定，每斗铲体积标定为满斗0.25m3/斗。
2.2施工队机具、人员进场情况根据本合同段总体施工进度计划安排及本段振动沉管碎石工程
量大小K34+365～K35+000段首件工程振动沉管碎石桩机投入ZD80型1台，具有碎石桩机、装载机操作上岗证的特殊作业人员2人，普工4人，小型装载机1台用于铲运碎石。
2.3振动沉管碎石桩施工工艺
2.3.1场地平整。振动沉管碎石桩施工场地平整，已按设计要求采用透水性良好材料填筑路堤高出地面不小于0.5m，作为振动沉管碎石桩桩机施工时的施工平台。
2.3.2放样桩位。根据碎石桩网络图算出控制点坐标，复核场地轴线及控制点无误后，由专业测量工程师采用全站仪放出网络挖制点桩位，采用木桩定位。然后用钢卷尺量或皮尺放出控制点附近桩位，用石灰洒出桩位。放样误差≤1.5cm。定位与打桩间隔不超过24小时，在施工的时候，需要特别注意不要去移动标识，这样引起桩位位置发生改变，此外需要及时发现挤土所引发的桩位偏差，并及时就行纠正处理。
2.3.3振动成孔。打桩机的沉管对准桩位置后，利用锤重及沉管自重徐徐静压1-2m后开动振动锤振动下沉，且宜收紧加压钢丝绳提高沉管效率，每下沉0.5～1.0m，直至设计深度。
2.3.4石料投放。沉管至设计深度或沉管拔出地面时，及时投料或补料至满，并及时清除孔口、管壁的泥土，防止混入石料中。保证投料量，碎石灌入量每延米不少于0.196m3，单桩最后一次加料将所需石料用量全部用完，单桩填料量大于成孔体积。
2.3.5反插。对试桩的反插次数作了规定，每米反插3～6次，留振时间20秒，制定出试桩的方案：（1）35-35、35-36、35-37、35-38、34-36每米反插3次；（2）34-35、33-35、34-38、33-36、32-37每米反插5次；（3）35-39、34-37、34-39、33-34、33-37、33-38、32-38、
32-36、32-35、32-34每米反插6次，规定每棵桩的反插次数以确定反插次数与成桩的密实程度的关系。
振动成孔后，停振灌料至满，先振动再开始拔管，边振边拔，每次拔管高度0.5～1.0m，反插深度0.1～0.3m，严格按上述要求控
制每米反插次数，并停拔振动10～20s。提升和反插速度均匀，拔管速度平均控制在0.20m/min。
2.3.6加压成桩。反插结束后，将料补满至地面，下落沉管至桩顶，收紧加压钢丝绳，加压成桩，并控制好桩顶标高。
2.3.7施工记录。对于每根桩，施工过程中都需要做好记录，时刻注意施工现场有无地表隆起、沉降以及水平位移。
3质量检验施工必须严格按照施工工艺进行，每道工序都要严格把控施工
质量，施工完工后需要就行现场检测，以判断施工是否达到设计要求。
3.1检验方法单桩碎石灌入量检查；对桩间土采用标准贯入试验。3.2检验频率
单桩碎石量检查按规定频率随机抽查；标准贯入试验以桩数的
1%控制；孔位随机布置，特殊地段适当加密。
3.3检验标准单桩碎石灌入量应根据软土层的实际情况，按照先导试验确定
的单桩碎石灌入量严格控制；桩间土标准贯入试验N63.5≥7击，则认为处理达到要求；如不满足设计要求，应查明原因并采取相应措施。
4施工体会
4.1相比于振冲碎石桩，振动沉管碎石桩的耗水量较小，泥浆不会受到污染，此外，它又不同于挤密碎石桩，出现断桩的几率非常滴，可以说，它是一种经济可行、技术可控的施工方法，非常适合在高速公路软弱土或液化土地基处理中使用。
4.2为了避免自密实混凝土初凝过快，可以采用地泵进行混凝土的现场浇筑，浇筑过程中需要用草袋苫覆盖好泵送管道，浇水保持泵管的温度，以防止混凝土堵塞泵管现象的发生。
4.3打桩顺序，可以采取“隔桩、隔行”跳打的方法，也可以采用四周往中间打桩方式，总之一点，打桩不能出现土体隆起现象，不能出现桩基位置错位、斜孔现象的发生，此外，在路基的外边线需要安排两排保护桩。
4.4采用碎石桩进行软基加固处理，碎石投入量对于处理效果起着决定性作用，因此，充盈系数需要达到设计要求。不同的工程中，需要通过现场试验获取相关数据，从而采取合适的施工工艺，方可保证充盈系数达到施工要求。如果遇到可液化土层，加固的时候需要采用复打反插的方法来，为的是充盈系数满足设计要求，有效保证工程的施工质量。
5结语工程实践表明，该项目所用桩型符合设计规范要求，能满足承
载力要求。振动沉管碎石桩的采用，有效起到了软基加固处理作用，消除了软土沉陷缺陷，有效提高路基承载力。通过本工程挤密碎石桩的应用，我们认为它是一种经济合理、技术可行的软基处理方法，值得推广应用。
参考文献
[1]牛志荣.地基处理技术及工程应用[M].北京：中国建材工业出版社，2009.
[2]刘宏伟，张伟.沉管干振碎石桩对液化地基加固范围试验研究[J].施工技术，2009（8）.
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