軟基處理碎石樁試樁施工技術(shù)要點(diǎn)分析

姜恒璘

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

1 工程概況

本合同段路線起點(diǎn)與龍海段終點(diǎn)順接，終點(diǎn)位于江口村南側(cè)，合同段起迄點(diǎn)樁號(hào):K30 +039.741 ～K35 +001.739，路線全長(zhǎng)為4.937 8 km(其中短鏈0.024 22 km)，路基寬度為32 m。路基土石方數(shù)量;路基挖方403 500 m3，路基挖方最大高度為24.05 m，路基填方451 900 m3，路基填方最大高度為9.2 m，防護(hù)排水圬工體積為270 100 m3，特殊路基處理為1.65 km，路面130.873 m2，涵洞12 道，平面交叉口5 處，大橋一座，壩口大橋起迄樁號(hào):K32 +342.90 ～K32 +589.10，全橋?yàn)?46.20 m。K50 +940 ～K51 +040 段軟土地基處理(9 m 碎石樁)，試樁共9 顆，呈梅花形布置。碎石采用級(jí)配良好的碎石，宜采用19 ～63 mm，碎石含泥量不大于5%。如圖1 為軟基處理示意圖。

圖1 軟基處理示意圖

(1)填料采用粒徑為2 ～5 cm 的未風(fēng)化碎石;

(2)碎石樁樁徑為50 cm，按正三角形布置，施工時(shí)不得出現(xiàn)斷樁、徑縮樁。

2 碎石樁試樁施工要點(diǎn)

2.1 挖溝晾曬及平整場(chǎng)地

沿路基前進(jìn)方向的兩邊設(shè)計(jì)排水溝位置，挖縱向臨時(shí)排水溝，將水引入當(dāng)?shù)氐呐潘到y(tǒng)，路基中的水，利用挖的橫向小溝引入縱向臨時(shí)排水溝。晾曬后，將施工場(chǎng)地進(jìn)行清理整平，清理包括路基用地范圍內(nèi)地面表層的種植土、樹(shù)木、灌木叢、樹(shù)根、既有房屋、道路、河溝、通訊、電力設(shè)施、上下水道、墳?zāi)辜捌渌ㄖ铩?/p>

2.2 測(cè)量、放樣

按照平面一般布置圖及碎石樁位坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量放樣，用全站儀、鋼尺定出每排樁位軸線和樁位中心，并用白灰和木樁作醒目標(biāo)記，以免損壞。將采用的施工設(shè)備、施工方法報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn);碎石樁填料采用2 ～5 cm 碎石，并進(jìn)行材料試驗(yàn)，其碎石含泥量不大于10%，碎石最大粒徑不超過(guò)5.0 cm。依據(jù)布樁圖，用鋼尺布樁，布設(shè)9 根試樁，編號(hào)分別是53 ～32(K51 +007.550)、54 ～32(K51 +008.849)、55 ～32(K51 +010.148)、56 ～32(K51 +011.447)、57 ～32(K51 +012.746)、58 ～32(K51 + 014.045)、59 ～32(K51 + 015.344)、60 ～32(K51 +016.643)、61 ～32(K51 +017.942)，樁距為150 cm，呈梅花型布設(shè)，測(cè)量放樣報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師審批通過(guò)。

2.3 打樁機(jī)就位

打樁前，校正樁管長(zhǎng)度及投料口位置，使之符合設(shè)計(jì)樁長(zhǎng);在樁位處鋪設(shè)少量碎石;根據(jù)樁機(jī)走行鋼軌標(biāo)出的樁位標(biāo)記，移動(dòng)樁機(jī)，使樁機(jī)對(duì)準(zhǔn)打樁線;啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，按照下橫梁上標(biāo)出的樁位標(biāo)記移動(dòng)導(dǎo)向架，使樁管對(duì)準(zhǔn)打樁點(diǎn)，并將卷?yè)P(yáng)機(jī)離合器剎緊;松動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)離合器，人工合攏活瓣式樁尖，對(duì)準(zhǔn)地面上標(biāo)定的樁位;樁機(jī)對(duì)準(zhǔn)后，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師檢查合格后方可開(kāi)始下道工序的施工。

2.4 振動(dòng)沉管

啟動(dòng)樁錘電機(jī)使樁錘振動(dòng)，樁管沿樁位下沉。

2.5 成孔、灌碎石

當(dāng)沉管達(dá)到設(shè)計(jì)深度9 m 后，進(jìn)行碎石灌注作業(yè)，將碎石由加料口注入樁管內(nèi)，灌入量按樁身理論方案量值與充盈系數(shù)計(jì)算，現(xiàn)場(chǎng)上料用標(biāo)定后的裝載機(jī)料斗，每斗0.23 m3做好現(xiàn)場(chǎng)原始記錄。避免先期大后期小的不良現(xiàn)象，以增加樁的均勻性，如果樁管一次容納不了應(yīng)灌入的全部碎石，剩余的碎石待樁管提升下料振動(dòng)擠密一段時(shí)間后，再補(bǔ)充裝入，同時(shí)要記錄沉樁速度。

2.6 樁身拔管

管內(nèi)灌入碎石高度需大于1/2 管長(zhǎng)，方可開(kāi)始拔管，現(xiàn)場(chǎng)要有專人記錄碎石灌入量、拔管速度等參數(shù)，基本控制在每根樁9 斗料為準(zhǔn)，確保不小于設(shè)計(jì)灌入量，拔管前先留振1 min 開(kāi)始拔管，邊振邊拔，每拔1 m 留振1 min，如此反復(fù)直至全管拔出，拔管速度控制均勻。

2.7 樁成型、樁機(jī)移位

待一根樁施工完畢后，進(jìn)行下一根樁的施工。碎石樁施工順序從四周邊開(kāi)始向中間進(jìn)行，由路基兩側(cè)向中間進(jìn)行，采用間隔跳打的方式。如圖2 為(a)樁架就位，套管尖插在標(biāo)樁上;(b)打設(shè)到設(shè)計(jì)標(biāo)高;(c)灌入1 m 高碎石;(d)撥起套管，活瓣樁尖打開(kāi)，碎石留在樁孔內(nèi);(e)將套管再次打至填筑層底標(biāo)高;(f)灌入1 m 高碎石，邊振邊提升，完成一層碎石填筑;(g)重復(fù)(c)～(f)施工步驟;(h)撥出套管，完成碎石樁。進(jìn)行下一層碎石填筑。

圖2 碎石樁施工程序圖

2.8 質(zhì)量檢測(cè)

碎石樁施工完畢后對(duì)碎石樁和碎石樁復(fù)合地基進(jìn)行檢驗(yàn)，包括對(duì)樁身質(zhì)量的動(dòng)力觸探試驗(yàn)和對(duì)承載力的靜荷載試驗(yàn)檢測(cè)。檢測(cè)數(shù)量一般遵守以下原則:選擇試驗(yàn)點(diǎn)時(shí)應(yīng)本著隨機(jī)分布的原則進(jìn)行選擇(試樁的五根應(yīng)全檢)。質(zhì)量檢測(cè):檢查施工紀(jì)錄，重點(diǎn)檢查沉管貫入深度、填料的連續(xù)性、單樁每延米樁體的碎石用量。靜載單樁承載力不低于600 kPa。動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測(cè)樁的數(shù)量一般取碎石樁總樁數(shù)的5%，用重II 型動(dòng)力觸探測(cè)試，灌入量10 cm 時(shí)，擊數(shù)不小于5 次。對(duì)于樁檢不合格的樁，周圍補(bǔ)樁三根，補(bǔ)樁工藝按檢樁合格的工藝進(jìn)行。本工程碎石樁密實(shí)度撿查為試樁根數(shù)9 根，用重Ⅱ型動(dòng)力觸探測(cè)試，貫入量100 mm 時(shí)，擊數(shù)應(yīng)大于5 次，待施工完畢，及時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度的檢測(cè)。施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 碎石樁施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.9 施工中注意事項(xiàng)

(1)應(yīng)保證起重設(shè)備平穩(wěn)，導(dǎo)向架與地面垂直，垂直偏角不應(yīng)大于1.5%，成孔中心與設(shè)計(jì)樁位偏差不應(yīng)大于50 mm，樁徑偏差控制在±20 mm 以內(nèi)，樁長(zhǎng)偏差不大于100 mm。

(2)樁底1.5 m 范圍內(nèi)宜多次反插，以擴(kuò)大樁的端部斷面，穿過(guò)淤泥夾層等軟基地層時(shí)應(yīng)放慢拔管速度，并減少拔管高度，并增加氣動(dòng)開(kāi)門(mén)裝置，強(qiáng)制性的使石料灌入。

(3)碎石灌入量不得小于設(shè)計(jì)要求。提升和反插速度必須均勻，反插深度由深到淺，每根樁在保證樁長(zhǎng)和碎石灌入量的前提下，總反插次數(shù)一般不得少于12 次。

(4)振動(dòng)成樁至地面時(shí)應(yīng)向下復(fù)振1 m，確保不產(chǎn)生凹樁。

(5)碎石材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;應(yīng)嚴(yán)格按試樁結(jié)果控制振沖器的留振時(shí)間;分批加入碎石，注意振密擠實(shí)效果，防止發(fā)生“斷樁”或“縮頸樁”。

3 試樁結(jié)論總結(jié)

3.1 單樁成樁時(shí)間

單樁成樁時(shí)間為最短26 min，最長(zhǎng)29 min，平均成樁時(shí)間27 min。

3.2 打樁速度和反插次數(shù)

在樁機(jī)打樁的過(guò)程中，平均提升速度為0.8 m/min，平均反插次數(shù)為13 次。

3.3 充盈系數(shù)

樁長(zhǎng)為9 m 的碎石樁平均實(shí)灌碎石方量為2.09 m3，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出平均充盈系數(shù)為1.01(實(shí)灌碎石量/設(shè)計(jì)碎石量)。

3.4 質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

試驗(yàn)樁已用重型Ⅱ觸探儀檢測(cè)完畢，均能滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在碎石樁施工中，需要嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行施工，并且及時(shí)的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理和分析，形成書(shū)面的碎石樁試樁總結(jié)報(bào)告，并且在今后的施工中，以試樁結(jié)果為指導(dǎo)依據(jù)，并且根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。根據(jù)分析，本工程試樁成果為9 m 碎石樁打樁時(shí)間為26 ～29 min，打樁平均速度為27 min，反插次數(shù)為10 ～14 次，灌碎石量為2.08 ～2.11 m3之間，平均充盈系數(shù)為1.01。

［1］方勇.振沖碎石樁復(fù)合地基作用機(jī)理及施工［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009，(5):56－57.

［2］曾沖.淺談軟土地基處治方法及施工工藝［A］.河南省第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)鐵道分會(huì)場(chǎng)專集［C］.2009，(8):234－245.

［3］黎獎(jiǎng)洪.振沖法碎石樁在煤屑及淤泥層軟土地基中的應(yīng)用［J］.鐵道建筑，1981，(7):123－124.