沉管碎石樁處理液化土地基設(shè)計與施工

摘要：軟基是公路工程施工常見的一種地質(zhì)現(xiàn)象，如果處理不好對公路的危害是巨大的，針對軟基處理的方法目前種類繁多各有特色。這里筆者就沉管碎石樁處理液化土地基的設(shè)計方法結(jié)合工程實例進行應(yīng)用闡述，以便大家能在軟基處理領(lǐng)域中多一些經(jīng)驗和方法共同分享。

關(guān)鍵詞：沉管碎石樁 液化土 地基 軟基

1 設(shè)計要點

①考慮工程重要性及破壞修復(fù)難度，確定處理側(cè)重于對構(gòu)造物臺后高填過渡段（填高≥6m）路堤。

②處理深度：按設(shè)計要求穿透粉砂及粉土液化土層0.5-1.0m。

③橫向處理范圍：基于該項目為強震區(qū)，確定路基邊坡坡腳以外再布置1-2排樁。

④碎石樁樁徑采用50cm，橫向間距采用1.8m，縱向間距采用1.6m，梅花形布置。

2 施工控制要求

2.1 基本要求

①樁體材料為級配硬質(zhì)碎石，含泥量不得大于5℅，最大粒徑不宜大于50mm，樁頂碎石褥墊層厚度300mm。

②必須做成樁試驗，根據(jù)試樁施工情況確定施工工藝參數(shù)。

③應(yīng)嚴格按照設(shè)計樁位，樁數(shù)施工。

④應(yīng)按照“由外到里”的施工順序制樁。

2.2 施工工序

施工采用“間隔跳打”的方法，相鄰兩根樁宜采用跳躍間打?？變?nèi)填料量可通過現(xiàn)場試驗確定，估算時的充盈系數(shù)可取1.2-1.4。施工時地面若有下沉或隆起現(xiàn)象，則填料可酌情增減。

施工步驟如下：

①清理整平施工場地，若進場困難，可先鋪筑0.3m碎石褥墊層，之后進行樁位放樣。

②樁機就位，沉管垂直度偏差應(yīng)≤1.0%；校正沉管長度及投料口位置，使之符合設(shè)計樁長；設(shè)置二次投料口。

③啟動振動錘，將沉管下到設(shè)計深度，密實電流要求控制在60A；如沉管到設(shè)計深度時密實電流還未達到60A時，則繼續(xù)向下打樁，直至密實電流達到60A為止。如沉管還未到設(shè)計深度時密實電流還已達到60A時，則停止打樁，按照此時深度終孔。

④稍提升沉管使管尖活閥打開。

⑤停止振動，立即向沉管內(nèi)裝入規(guī)定數(shù)量的碎石。

⑥振動拔管，拔管前先振動1min以后邊振動邊拔管，每提升1m沉管應(yīng)反插30cm，并停拔振動10～20s，拔管速度為1～1.5m/min。

⑦根據(jù)單樁設(shè)計碎石用量確定第一次投料的成樁長度，進行數(shù)次反插直至樁管內(nèi)碎石全部拔出。

⑧提升樁管開啟第二投料口并停止振動，進行第二次投料直至灌滿。

⑨繼續(xù)邊拔管邊振動，直至拔出地面。

⑩提升樁管高于地面，停止振動進行孔口投料（第三次投料）直至地表。

■啟動反插，并及時進行孔口補料至該樁設(shè)計碎石樁用量全部投完為止。

■孔口加壓至前機架抬起，完成一根樁施工。

■移動樁架至另一孔位，重復(fù)以上操作。

■清溝排污：打樁過程中，施工現(xiàn)場安排人力清溝，保證排污網(wǎng)絡(luò)暢通，避免泥漿漫淌，沉淀后的泥漿采用泥漿車出運排放；做好場地整潔，文明施工。

■鋪設(shè)碎石墊層：振沖碎石樁處理完成后，在樁頂上補鋪碎石墊層至設(shè)計厚度，同時將其碾壓密實。

2.3 試樁

為更進一步掌握施工區(qū)域的地質(zhì)土層狀況，獲取更準確的一手資料，驗證施工工藝在該區(qū)域的適應(yīng)性及地區(qū)差異，檢驗設(shè)備選擇是否合理，明確本工程的自身特點，以便更科學(xué)地指導(dǎo)施工，正式施工前，首先進行試樁工作，以確定成樁參數(shù)，作為正式施工時的控制指標，并將試樁結(jié)果反饋給業(yè)主、設(shè)計單位。

每個工藝點施工前必須先打不少于5根的工藝性試驗樁，以檢驗機具性能及施工工藝的各項技術(shù)參數(shù)。當采用振動沉管法施工時，根據(jù)設(shè)計樁長按照一定的充盈系數(shù)計算出每根樁的用料量，施工中應(yīng)該嚴格控制填料量。試樁按正常樁施工，試樁位置一般為打樁流水起點的樁，亦可在業(yè)主、監(jiān)理指定的位置進行試樁。做好試樁記錄。

2.4 現(xiàn)場質(zhì)量控制

①樁位的放樣：應(yīng)嚴格按設(shè)計樁間距進行放樣，確保樁間距及布置形式。

②根據(jù)成樁試驗確定的技術(shù)參數(shù)進行施工，操作人員應(yīng)記錄施工開始時間、結(jié)束時間、成樁深度、碎石灌入量及電機的工作電流值，同時注意各種參數(shù)的變化。

③控制碎石樁的振動頻率、留振時間、反插深度、樁管提升的高度和速度，拔管速率控制在1.0m/min，同時確保樁身的連續(xù)性。在穿過軟弱的淤泥夾層時，應(yīng)放慢拔管速度，控制在0.5m/min，并減少拔管高度和反差深度。

④施工過程中應(yīng)及時挖除樁管帶出泥土，孔口泥土不得掉入孔中。

⑤填料要分批加入，不宜一次加料過量，原則上要“少吃多餐”，每一深度的抗體在未達到規(guī)定的密實電流時應(yīng)繼續(xù)加料，繼續(xù)振實，嚴格防止“斷樁”和“頸縮樁”的發(fā)生。

⑥施工過程中如發(fā)現(xiàn)土層有較大變化，投料量或沉樁速度異常應(yīng)立即停工，并報告監(jiān)理工程師。

⑦施工完畢，整平場地，測量標高，整理施工記錄。

2.5 碎石樁施工允許偏差

施工允許偏差檢驗包括對樁徑、樁距、樁長、垂直度以及單樁碎石灌入量。實際投料量未達到設(shè)計用量要求時，應(yīng)在旁邊補樁一根。

3 成樁試驗

碎石樁施工前，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行成樁試驗，取得各種機械參數(shù)，以確保大面積施工質(zhì)量，成樁試驗要求達到以下目的：

①根據(jù)不同路段、不同的地質(zhì)情況現(xiàn)場確定碎石樁樁長。

②掌握滿足設(shè)計要求的各種技術(shù)參數(shù)，如振動頻率、留振時間、反插深度、樁管提升高度和進度、電機的工作電流及完成全過程的施工時間等。

③掌握振動沉管的阻力情況，選擇合理的技術(shù)措施，確保擠密的均勻性和樁身的連續(xù)性。

④檢驗室內(nèi)試驗所確定的碎石灌入量是否能達到設(shè)計要求。

⑤檢測樁身是否有質(zhì)量缺陷，可否能達到設(shè)計要求。

4 成樁質(zhì)量檢測

4.1 依據(jù)規(guī)范及標準

《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F10-2006）、《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JTJ79-2002）、《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTG D30-2004）。

4.2 檢測要求

4.2.1 檢測時間?；谝夯翆訛榉凵昂头弁?，確定碎石樁施工結(jié)束14天后交由專門質(zhì)量檢測單位進行質(zhì)量檢測。

4.2.2 樁體重型動力觸探密實度檢測。檢測頻度2℅，按陣擊貫入深度10cm時擊數(shù)不少于5次為合格，少于5擊為為不合格（擊數(shù)不作桿長修正）。對樁頭1.5米以上，考慮其臨空面影響，若陣擊貫入深度小于5擊可視為合格。

當出現(xiàn)以下情況者均判為不合格：

①欠密實段總長度大于樁長的15%。

②樁頂1.5米以下沿樁身連續(xù)有4個10厘米陣擊貫入擊數(shù)少于5擊。

③實測樁長小于設(shè)計樁長。

4.2.3 單樁復(fù)合地基載荷試驗

載荷試驗數(shù)量不小于總樁數(shù)的0.5%，且每個施工作業(yè)點（或路段）不少于3個載荷點。一般應(yīng)按照比例隨機抽取，且分布基本均勻，試驗得到的復(fù)合地基承載力不得低于設(shè)計要求。

5 結(jié)束語

5.1 在強震區(qū)，結(jié)構(gòu)松散固結(jié)程度差的第四系全新統(tǒng)新近沖積的飽和粉細砂和粉土液化程度高，沉管碎石樁是常用的處理方法。碎石樁間距布置應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范要求，并應(yīng)在施工后采用標準貫入測試以其擊數(shù)按液化判定計算檢查是否消除了液化，依此驗證調(diào)整樁間距設(shè)計。

5.2 當成樁質(zhì)量檢檢測未能符合上述規(guī)定，可采取補樁或置換樁間土0.5-1.0米換填碎石補救處理。

參考文獻：

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