淺析碎石樁處理軟土地基施工與檢測

姜樹棟

摘要：目前，高速公路修建中處理軟土地基的方法很多，如：砂石樁、灰土樁、水泥攪拌樁、堆載預(yù)壓等，在不同的地質(zhì)下根據(jù)適用條件采用不同處理方式，才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)、適用的目的。筆者結(jié)合規(guī)范和參加過的某國道段碎石樁施工情況介紹一下碎石樁施工與檢測。

關(guān)鍵詞：碎石樁處理;軟土地基;施工;檢測

Abstract: At present,?many,?methods of expressway?soft soil foundation treatment?in construction?such as:?gravel?pile,?lime soil pile,?cement?mixing pile,?pile load pre?pressure?in the?different geological?conditions,?according to the?different?treatment using suitable conditions,?to achieve the economic,?suitable purpose. The author?combines the normative and?participated in?a?national road?gravel?pile construction?introduce?gravel pile?construction and detection.

Key words:?gravel pile;?soft soil foundation;?construction;?testing

中圖分類號： TQ639.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一、路段情況

１５Ａ段位于淮河沖洪平原與大別山山區(qū)交接地帶，上層土層為第四系全新統(tǒng)、中更新統(tǒng)地層，分布規(guī)律不明顯。路區(qū)地形地貌多為崗地，該段地形起伏大，崗間洼地相間，崗脊窄狀。土層結(jié)構(gòu)上層主要為第四系中更新統(tǒng)低液限粘土和砂礫卵層，低液限粘土多具弱膨脹性，下部為白堊系砂礫崗。產(chǎn)狀平穩(wěn)，屬極軟巖。洼地有厚度不等的新近沉積軟弱土，工程性質(zhì)差。碎石樁處理軟弱土層是在粉噴樁處理軟弱地質(zhì)失敗的情況采用另一種軟弱地質(zhì)處理方式。

二、準(zhǔn)備工作

１．通過設(shè)計或者自行地質(zhì)鉆探資料，了解掌握施工場地的地質(zhì)情況，如有無地下障礙物，如大塊石、樹根、管線等。

２．平整場地、清除障礙物，鋪３０－５０厘米中粗砂或碎石已滿足機(jī)械的行走和置平要求。

３．確定電力供應(yīng)辦法：最好是自備發(fā)電。

４．檢查設(shè)備：嚴(yán)禁使用非定型產(chǎn)品或自行組裝的樁機(jī)。必須配備性能良好的碎石樁施工機(jī)械。

５．測量資料：控制導(dǎo)線點和水準(zhǔn)點。放樣資料：根據(jù)設(shè)計要求樁的布設(shè)必須是正三角排列，中心點距按照相應(yīng)地段設(shè)計粉噴樁距確定（１～１．２ｍ），樁位放樣繪制平面圖報駐地監(jiān)理。

６．做好材料供應(yīng)計劃和材料進(jìn)場，確保不停工待料。

７．開工前必須對碎石樁機(jī)進(jìn)行調(diào)試。

三、材料要求

選擇的碎石必須具有良好的穩(wěn)定性和排水性，它們在軟土地基中就構(gòu)成了通暢的排水通道，大大縮短了空隙水的平均滲透路徑和排水時間，加速了地基水的排出和軟土地基的固結(jié)。但是碎石一般來說其最大粒徑不應(yīng)超過５ｃｍ，對于十字板剪切強(qiáng)度低于２０Ｋｐａ的軟土地基的樁料，其最大粒徑可放寬到１０ｃｍ，而且５～１０ｃｍ的粒料含量應(yīng)占料總量的５０％～６０％，樁料的含泥量（＜０．０７４ｍｍ顆粒）不得超過５％，嚴(yán)禁采用碎石渣或者山皮石。

四、機(jī)械設(shè)備

選用６０型振動沉管樁機(jī)（或者其它滿足施工要求的樁機(jī)），電機(jī)功率不小于６０ＫＷ，激振力達(dá)到２１０～５０３ＫＮ，允許抗拔力不小于１６０ＫＮ，配備不小于２００ＫＷ柴油發(fā)電機(jī)１臺。

五、樁徑、樁長、樁位布置的規(guī)定

樁徑采用５０ｃｍ；樁長原則上維持原設(shè)計（但監(jiān)理工程師應(yīng)當(dāng)靈活掌握，以進(jìn)入持力屋為準(zhǔn)，但樁長不宜短于４ｍ）；規(guī)定必須采用正三角形布孔，中心間距按照原粉噴樁設(shè)計間距布孔（即：１．０ｍ～１．２ｍ）。

六、施工方法和工藝

１．碎石樁機(jī)就位：移動碎石樁機(jī)，對準(zhǔn)加固點，打開電源，檢查電壓和振動錘的空載電流是否正常。

２．成孔：啟動振動錘以１～２ｍ／ｍｉｎ的速度貫入地層，觀察振動錘電流的變化情況，其電流的最大值不應(yīng)當(dāng)超過電機(jī)的額定電流值，記錄好振動錘下沉深度和時間的關(guān)系和成孔電流（此電流的變化可定性反映該孔的土質(zhì)變化情況）。

３．制樁：采用“由里向外”的順序進(jìn)行制樁，在地基強(qiáng)度較低的軟粘土中也可采用“間隔跳打”的方法制樁，但禁止采用“由外向里”的順序成樁，并且采用連續(xù)加料法自下而上逐段制樁，每次填料０．１５～０．２５ｍ３，并且將振動錘下沉到填料中進(jìn)行振實，而且是邊振邊拔（確定碎石已流出樁管后），振密的時間一般為５～１０ｓ，當(dāng)振動錘工作電流達(dá)到密實電流時迅速提起，再繼續(xù)加料、振密，如此反復(fù)直至孔口（同時規(guī)定：每倒一次料，進(jìn)行一次振動密實，都必須記錄此時的時間、倒料數(shù)量和振沖器潛水電機(jī)所反應(yīng)的電流值）。

４．補(bǔ)充振實：為避免樁身的不密實，應(yīng)當(dāng)采用“反插法”進(jìn)行補(bǔ)充振實，反插的范圍為整個樁長，但至少不小于樁長的２／３，補(bǔ)充振實的時間不小于６０ｓ。

七、施工要點

碎石樁施工前必須進(jìn)行成樁試驗，并且應(yīng)當(dāng)達(dá)到下列要求，并取得以下技術(shù)參數(shù)：滿足設(shè)計密實度的各種技術(shù)參數(shù)，如振動錘下沉速度、成孔時間及速度、振動錘留振時間、達(dá)到密實度的電流值等。確定碎石樁均勻性和密實性，掌握成孔和加料情況，選擇合理的技術(shù)措施；根據(jù)地層、地質(zhì)情況確定加固范圍。成樁工藝性試驗的樁數(shù)不少于５根。

在強(qiáng)度較低的軟粘土中施工時，關(guān)鍵是保護(hù)好孔壁，使孔道暢通，應(yīng)當(dāng)采取“先護(hù)壁，后制樁”的方法，即在開孔時，不要一下達(dá)到加固深度，可以先達(dá)到第一層軟弱層，然后加料，進(jìn)行初步擠振，讓這些料此層的周圍，把此段的孔壁保護(hù)住，接著在往下開孔到達(dá)加固深度。由于粒料樁和周圍的軟土共同組成復(fù)合地基，而地基中應(yīng)力按照材料的變形模量進(jìn)行重新分配，如果軟土的強(qiáng)度過低，不能使粒料樁得到所需要的軟粘土的徑向支持力，那么就達(dá)不到加固的目的。所以，天然地基抗剪強(qiáng)度的大小是形成復(fù)合地基的一個關(guān)鍵因素，因此，對于濕沖法施工（水振沖）地基的十字板抗剪強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)＞１５Ｋｐａ；對于干法施工（沉管法等）地基的十字板抗剪強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)＞１０Ｋｐａ；否則不適用。

八、質(zhì)量檢測

１．基本要求。（１）地基處理段碎石樁的樁距、樁徑、樁長、豎直度、下料量應(yīng)按相關(guān)規(guī)范及規(guī)定進(jìn)行檢測。（２）檢測工作必須認(rèn)真負(fù)責(zé)、公正及時，確保檢測工作準(zhǔn)確、做到資料真實、評判準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)可靠。

２．檢測管理。檢測工作由具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測單位檢測，主要工作分為兩方面，一是現(xiàn)場測試；二是資料整理和報告編寫。

３．依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。（１）《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（ＪＴＪ０１７－９６）。（２）《公路工程土工試驗規(guī)程》（ＪＴＪ０５１－９３）。（３）《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（ＪＴＪ０６４－９８）。（４）《公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程》。（５）《巖土工程勘察規(guī)范》（ＧＢ５００２１－２００１）。（６）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（ＪＧＪ７９－２００２）。（７）《工程巖體試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（ＧＢ／Ｔ－９９）。（８）《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（ＪＴＪ０７１－９８）。

４．現(xiàn)場檢測工作規(guī)定。

（1）現(xiàn)場檢測技術(shù)基本要求：（１）人員配備。檢測組指定現(xiàn)場帶隊負(fù)責(zé)人１名，全面負(fù)責(zé)現(xiàn)場工作，并及時匯報工作進(jìn)展和發(fā)現(xiàn)的重大質(zhì)量問題；根據(jù)檢測工作量的大小，安排檢測人員和設(shè)備的數(shù)量；一臺鉆機(jī)必須有１名以上富有現(xiàn)場工作經(jīng)驗的專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場的技術(shù)工作；機(jī)長、副機(jī)長各１人；其他助手２～３人。（２）操作基本要求。按規(guī)定時間要求進(jìn)行測試；抽檢樁由監(jiān)理工程師在樁位平面布置圖上或現(xiàn)場進(jìn)行隨機(jī)確定；抽檢樁盡可能覆蓋施工單位每一種施工樁機(jī)，且均勻布置。

（2）碎石樁現(xiàn)場檢測工作要求。

（１）儀器設(shè)備。汽車鉆機(jī)配以重ＩＩ型動力觸探試驗設(shè)備

（２）現(xiàn)場檢測。檢測前準(zhǔn)備：施工方應(yīng)在待檢場地檢測前做好場地的三通一平；樁頭清理，檢測前樁位及樁的邊界應(yīng)劃定清楚；鉆機(jī)順利就位；調(diào)整水平：用水準(zhǔn)尺進(jìn)行鉆機(jī)水平校正；施工方應(yīng)在檢測前提供待檢樁的基礎(chǔ)資料：包括段落工程名稱、樁長、間距、布置形式、成樁時間等；施工方的現(xiàn)場協(xié)調(diào)及配合。

總之，當(dāng)在施工樁長的２／３長度以下出現(xiàn)連續(xù)３個１０厘米的貫入擊數(shù)＞２０擊時，此樁可結(jié)束檢測，即可判定為優(yōu)良樁。檢測樁的柱狀圖主要包括樁位里程、樁排號、齡期、每一層的動探平均擊數(shù)；對于有靜載試驗點的樁位及其所在段落，樁身質(zhì)量應(yīng)根據(jù)靜載試驗結(jié)果、樁身質(zhì)量檢測結(jié)果等進(jìn)行綜合評定。

參考文獻(xiàn)：

［１］樊艷娣；李紹宏；；公路工程中高填方路基施工技術(shù)［Ｊ］；山西建筑；２０１０年０５期．

［２］何書強(qiáng)，李海鵬；濕陷性黃土地段高填方路基填筑措施［Ｊ］；山西交通科技；

２００５年5１期．