擠密碎石樁在液化地基處理中的應(yīng)用

豐培潔，管明坤

1.陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西西安 710021 2.棗莊市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東棗莊 277800

1 擠密碎石樁加固機(jī)理

碎石擠密樁加固地基的主要目的是提高地基土承載力，減少地基沉降變形和增強(qiáng)抗液化性。其加固機(jī)理主要表現(xiàn)為以下4個(gè)方面。

1.1 擠密作用

在樁成孔沉管下沉的過(guò)程中，沉管對(duì)它周?chē)纳巴廉a(chǎn)生很大的橫向擠壓力，樁管將同體積的砂土擠向周?chē)纳皩?，使周?chē)恋目紫侗葴p步、密度增大，當(dāng)灌入碎石填料拔起樁管時(shí)，由于樁管的振動(dòng)對(duì)周?chē)皩佑诌M(jìn)一步產(chǎn)生振密作用，進(jìn)一步增加了土的密實(shí)度。

1.2 排水減壓作用

樁孔充填料一般為級(jí)配良好的碎石，在地基中形成滲透性良好的人工豎向排水減壓通道，地震時(shí)產(chǎn)生的孔隙水壓力可通過(guò)樁體這一通道有效地消散，防止超孔隙水壓力的增高，并可加快地基的排水固結(jié)，達(dá)到消除液化的目的。

1.3 地基預(yù)震作用

在振動(dòng)成孔過(guò)程中，振沖器以高頻振動(dòng)或振動(dòng)(錘擊)沉管，使原地基土擠密的同時(shí)獲得強(qiáng)烈的預(yù)震，增強(qiáng)砂類(lèi)土地基的抗液化性。

1.4 地基土的置換作用

密實(shí)的碎石樁取代了體積的松散的糟砂.起到了局部置換的作用，形成復(fù)合地基.改善了原有地基土的性能。

2 擠密碎石樁施工

2.1 施工準(zhǔn)備

1）施工前先將場(chǎng)地清理整平，清除場(chǎng)地內(nèi)石塊、雜草及樹(shù)根等，并形成中間高、四邊稍低的地形，以利排除地表水，并設(shè)匯水溝將地表水排至場(chǎng)地以外。

2）設(shè)計(jì)圖要求布設(shè)孔位。由于碎石樁密寬較大，施工過(guò)程中難以測(cè)量每根樁的主孔位，故在場(chǎng)地以外設(shè)縱、橫向基線(xiàn)，按設(shè)計(jì)樁間距、排距在基線(xiàn)下測(cè)設(shè)出基點(diǎn)，據(jù)此畫(huà)出施工樁位平面布置圖，詳細(xì)標(biāo)明縱、橫向基點(diǎn)到各樁位的距離，施工時(shí)使用鋼尺測(cè)放樁位即可，同時(shí)做好樁位編號(hào)，方便資料編制。

3）機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、安裝調(diào)試。碎石樁主要用于處理軟弱地基，因此常選用振動(dòng)沉管樁機(jī)施工，施工碎石樁時(shí)換裝鋼制活瓣樁尖。

4）材料進(jìn)場(chǎng)。碎石樁所選用碎石粒徑一般要求lcm～5cm，級(jí)配良好連續(xù)，含泥量＜3%。在施工準(zhǔn)備階段，要預(yù)先做好碎石的篩分析、含泥量和堆積密度等試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目。

從歷史來(lái)看，自明朝初年到清朝初年，我國(guó)與朝鮮一直以鴨綠江、圖們江為界，但并沒(méi)有勘界。長(zhǎng)白山之所以會(huì)成為中朝兩國(guó)的界山，有一段頗為復(fù)雜的歷史。

2.2 施工工藝

首先樁機(jī)就位，校正樁管垂直度及樁長(zhǎng)標(biāo)志。開(kāi)始邊振動(dòng)、邊下沉，直至設(shè)計(jì)深度。后稍提升樁管，使樁尖打開(kāi)，停止振動(dòng)，灌料（按總方數(shù)的1/2）。然后啟動(dòng)拔管，邊振動(dòng)、邊拔管，每拔管1m，留振1min，至樁管內(nèi)碎石全部投完時(shí)，進(jìn)行數(shù)次反插。進(jìn)行第2次投料（按總方數(shù)的1/2）。啟動(dòng)拔管，邊振動(dòng)、邊拔管，每拔管1m，留振1min，至樁管拔出地面。再提升樁管，高于地面，停止振動(dòng)，按設(shè)計(jì)數(shù)量從孔口補(bǔ)足填料。最后啟動(dòng)反插，孔口加壓至前機(jī)架抬起，完成一根樁的施工。

3 施工注意事項(xiàng)

1）1施工過(guò)程中，拔管速度不能太快，拔管過(guò)程中不再持振、反插。經(jīng)大量實(shí)踐證明，拔管速率以1.2m/s～1.5m/s為宜。

2）施工過(guò)程中，將對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生擾動(dòng)或擠密，對(duì)于擠密效果好的土，施工振動(dòng)時(shí)可使土體密度增加，地面發(fā)生下沉；不易擠密的土則會(huì)發(fā)生地面隆起，樁距越小隆起量越大，甚至造成已打的樁可能產(chǎn)生縮頸或斷樁。

3）施打順序。一種是連續(xù)打，即橫向從第1根施工至最后1根；另一種是間隔打，即橫向跳躍式打。連續(xù)施打可能造成樁的缺陷是樁徑被擠扁或縮頸；隔樁跳打，先打樁的樁徑較少發(fā)生縮頸現(xiàn)象，但土質(zhì)較硬時(shí)，在已打樁中間補(bǔ)打新樁時(shí)，沉管較難達(dá)到設(shè)計(jì)樁底。施打順序與土性和樁距有關(guān)，要視實(shí)際情況具體處理。另外，對(duì)于滿(mǎn)堂布樁，無(wú)論樁距大小。均不宜從四周轉(zhuǎn)圈向內(nèi)推進(jìn)施打，因?yàn)檫@樣限制了樁間土向外的側(cè)向變形，容易造成大面積土體隆起，一般可采用從一邊向另一邊或由中心向外的施打方案。

4）應(yīng)按照擠密碎石樁穿透軟土層并深入持力層內(nèi)50cm的原則來(lái)施工。

5）施工過(guò)程中要在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)認(rèn)真地連續(xù)記錄：打樁時(shí)間，沉樁深度，每次碎石入管量，反插次數(shù)，樁位偏差等。尤其是密實(shí)電流、持振時(shí)間和填料量必須認(rèn)真填寫(xiě)，因?yàn)檫@3項(xiàng)指標(biāo)是決定碎石樁成樁質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

6）施工過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)土層有較大變化，投料量或沉樁速度異常等情況應(yīng)立即停工，報(bào)告監(jiān)理，并研究問(wèn)題原因及處理方案。

4 施工質(zhì)量檢驗(yàn)

樁基檢驗(yàn)采用動(dòng)力觸探試驗(yàn)、面波和靜載荷試驗(yàn)相結(jié)合的綜合檢測(cè)方案，檢測(cè)時(shí)間為施工完28天。

1）樁身質(zhì)量檢測(cè)采用Ⅱ型重力觸探試驗(yàn)判斷樁身質(zhì)量，檢測(cè)位置在距樁中心10cm處，檢查頻率為總樁數(shù)的5%。動(dòng)力觸探以打入土中一定距離所需的錘擊數(shù)來(lái)表示土的阻抗，試驗(yàn)采用63.5kg的穿心錘、42mm直徑鉆桿記錄每10cm入土深度的擊數(shù)。

2）瑞利波檢測(cè)瑞利波檢測(cè)儀器選用E2404型綜合工程檢測(cè)儀，震源選用63.5kg重錘錘擊激發(fā)，4.5Hz低頻檢波器接收信號(hào)，以評(píng)價(jià)地基處治的均勻性，判斷地基土液化特性；按網(wǎng)格狀布置測(cè)線(xiàn)，橫向間距50m，縱向2條間距40m平行測(cè)線(xiàn)。

3）靜載荷試驗(yàn)采用慢速維持荷載法進(jìn)行，采用靜載荷試驗(yàn)主要檢測(cè)單樁、樁間土、復(fù)合地基承載力，是最直接、最科學(xué)的評(píng)定地基土承載力的方法。

擠密碎石樁對(duì)地基具有較好的振密擠密和排水效應(yīng)，從飽和砂土液化機(jī)理分析，只要的粘粒含量不超過(guò)10%，采用擠密碎石樁處理可液化地基較其它常用的加固方法具有更強(qiáng)的有效性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

[1]朱新華.擠密碎石樁施工技術(shù).安徽建筑，2004（3）.

[2]韓榮金.擠密碎石樁在高速公路施工中的應(yīng)用.中小企業(yè)管理與科技，2009（7）.

[3]李俠.碎石擠密樁處理軟土地基施工技術(shù)分析.科技信息，2009（21）.