淺談夯擴(kuò)碎石樁施工工藝及成樁的質(zhì)量檢測(cè)

(河北省水利工程局， 石家莊 050021)

淺談夯擴(kuò)碎石樁施工工藝及成樁的質(zhì)量檢測(cè)

賈榮剛

(河北省水利工程局， 石家莊 050021)

利用夯擴(kuò)擠密碎石樁處理方法可有效消除填土的濕陷性和液化，改善土的物理力學(xué)指標(biāo)，提高地基土的承載能力和壓縮模量，減少地基土的壓縮變形。本文通過(guò)南水北調(diào)某倒虹吸夯擴(kuò)擠密碎石樁的施工實(shí)踐，分析介紹了夯擴(kuò)擠密碎石樁施工工藝要點(diǎn)，指出了成樁質(zhì)量檢測(cè)方法及結(jié)果。

夯擴(kuò)擠密碎石樁； 施工工藝； 質(zhì)量檢測(cè)

1 工程概況

白馬河渠道倒虹吸是南水北調(diào)中線工程總干渠上的一座大型河渠交叉建筑物，進(jìn)口位于總干渠樁號(hào)118+084處，出口位于樁號(hào)118+769處，倒虹吸全長(zhǎng)685m，由進(jìn)口漸變段、進(jìn)口檢修閘、管身段、出口節(jié)制閘、出口漸變段組成。白馬河倒虹吸夯擴(kuò)碎石樁進(jìn)口段平均樁長(zhǎng)8m，出口段平均樁長(zhǎng)9m，地基處理共計(jì)10524m。倒虹吸進(jìn)口段及閘室段原天然地基承載力特征值約為150kPa，不能滿足建筑物地基承載力的要求，采用夯擴(kuò)擠密碎石樁進(jìn)行地基處理，要求處理后進(jìn)口段三角形布樁、矩形布樁復(fù)合地基承載力應(yīng)分別不小于250kPa、230kPa，出口段三角形布樁復(fù)合地基承載力應(yīng)不小于220 kPa。樁徑0.6m。樁頂鋪設(shè)30cm厚碎石土墊層并碾壓密實(shí)。

2 地質(zhì)條件

建筑物區(qū)發(fā)育的地層主要為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和碎石土(溶蝕充填物)，第四系下更新統(tǒng)冰水積、湖積黏性土和砂土，第四系全新統(tǒng)沖洪積黏性土和砂土。

建筑物區(qū)在勘探深度內(nèi)主要地層自上而下為：

d.下更新統(tǒng)(fgl+lQ1)：主要巖性為黏土、壤土、中砂、粉砂、粗砂等。在建筑物場(chǎng)區(qū)74.4～87.11m高程以下呈大小不同透鏡體交錯(cuò)展布，揭露最大總厚度32.5m。

e.奧陶系中統(tǒng)馬家溝組(O2m)：主要巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和碎石土，該巖層分布于白馬河右岸。鉆孔揭露頂面高程81.92～48.20m，埋深0.7～32.2m，揭露最大厚度33.5m。

3 施工方法

3.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→樁機(jī)就位、成孔→沉護(hù)筒→填料回填夯實(shí)→成樁封孔。

3.2 施工設(shè)備

ZTJ-4液壓步履式打樁機(jī)，φ400mm、自重3.5t夯錘，J2經(jīng)緯儀。

3.3 施工準(zhǔn)備

a.施工前，認(rèn)真查明施工范圍內(nèi)的地下建筑物和地下管線的位置和標(biāo)高，避開(kāi)在其上部進(jìn)行夯擴(kuò)樁施工。

b.根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙做好樁位的測(cè)量放樣，樁位偏差應(yīng)不大于24mm，使用φ20mm鋼筋在樁位上釘一深約150mm的圓孔，將鋼筋緩慢拔出，倒入白灰，并用鋼筋搗實(shí)作為標(biāo)記，施放樁位線自檢合格并做好樁位預(yù)檢記錄和編號(hào)，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)線合格方可開(kāi)始施工。

c.在基底范圍內(nèi)墊一定厚度的碎石土工作墊層，以保證施工的正常進(jìn)行。

d.施工前在場(chǎng)區(qū)內(nèi)按照要求進(jìn)行試驗(yàn)樁，并在試驗(yàn)樁滿足試驗(yàn)條件后，采用單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的方法，檢驗(yàn)地基處理效果，以確定單次填料量、填料充盈系數(shù)、重錘落距、三級(jí)錘入度等指標(biāo)，并在施工中嚴(yán)格執(zhí)行，以保證樁體強(qiáng)度。

e.施工前按設(shè)計(jì)要求由試驗(yàn)室進(jìn)行配合比試驗(yàn)，施工時(shí)按配合比配制混合料。

f.樁體用碎石應(yīng)于施工前到場(chǎng)，要求碎石級(jí)配良好，有機(jī)質(zhì)含量不大于5%。

3.4 樁機(jī)就位、成孔

a.將樁機(jī)移至布置孔位，調(diào)平機(jī)架，用線錘吊線檢查護(hù)筒的垂直度，確保垂直度控制在1.5%之內(nèi)。

b.成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高：長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)引孔至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高上1～1.5m，夯擴(kuò)機(jī)將重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)夯擊土體至樁底標(biāo)高，形成樁孔，孔徑不大于0.4m。

c.測(cè)樁底三擊貫入度：待樁底成密實(shí)狀態(tài)后，將重錘以6m落距做自由落體運(yùn)動(dòng)，嚴(yán)禁帶剎車和離合，控制三擊貫入度小于15cm。

d.施工采用隔排跳打的方法，有利于保證施工質(zhì)量，能達(dá)到更好的擠密效果。

3.5 沉護(hù)筒

a.調(diào)整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于樁長(zhǎng)的1.5%。

b.下入護(hù)筒后，清底夯實(shí)、夯平，夯實(shí)次數(shù)不小于8擊。

c.進(jìn)行孔中心位移、垂直度、孔徑、孔深檢查，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后進(jìn)行下道工序施工。

3.6 填料回填夯實(shí)

a.填料選用粒徑不大于5cm的碎石。

b.填料分層回填夯實(shí)：提升重錘高出填料口，分層填料夯擊，逐層以量斗定量向樁孔內(nèi)下料，每次填料0.25m3，單擊貫入量不大于15cm。樁頂預(yù)留0.6～1.5m的振密段。

c.回填夯實(shí)采用連續(xù)施工，每個(gè)樁孔一次分層回填夯實(shí)，不得間隔停頓或隔日施工，以免降低樁的承載力。

3.7 成樁封孔

a.成樁樁頂標(biāo)高超出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.6～1.5m。

b.樁身填筑充盈系數(shù)大于試驗(yàn)確定的滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的指標(biāo)。

c.控制三擊貫入度不大于試驗(yàn)確定的滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的指標(biāo)(重錘落距定值)。

4 成樁質(zhì)量檢測(cè)

4.1 檢測(cè)數(shù)量及方法

根據(jù)規(guī)范要求，進(jìn)行夯擴(kuò)樁的施工質(zhì)量檢驗(yàn)需進(jìn)行復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)復(fù)合地基承載力。

4.1.1 檢測(cè)數(shù)量

檢測(cè)數(shù)量依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ 79—2002)要求，施工完畢后的工程樁驗(yàn)收性檢測(cè)復(fù)合地基載荷檢測(cè)數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的0.5%，且每個(gè)單體建筑不應(yīng)少于三點(diǎn)。

4.1.2 檢測(cè)方法

用油壓千斤頂進(jìn)行加載，采用并聯(lián)于千斤頂油路的壓力表測(cè)定油壓，根據(jù)千斤頂率定曲線換算荷載。載荷板面積為1根樁所承擔(dān)的處理面積。采用慢速維持荷載法，最終加載量為設(shè)計(jì)單樁復(fù)合地基承載力特征值的2倍。加載等級(jí)分為8級(jí)，逐級(jí)等量加載。每加一級(jí)荷載前后均應(yīng)各讀記承壓板沉降量一次，以后每0.5h讀記一次。當(dāng)1h內(nèi)沉降量小于0.1mm時(shí)，即可加下一級(jí)荷載。根據(jù)載荷數(shù)據(jù)，繪制壓力—沉降 (P—s)曲線。依據(jù)規(guī)范，復(fù)合地基承載力特征值的確定應(yīng)依照以下規(guī)定：

a.當(dāng)壓力—沉降曲線上極限荷載能確定，而其值不小于對(duì)應(yīng)比例界限的2倍時(shí)，可取比例界限；當(dāng)其值小于對(duì)應(yīng)比例界限的2倍時(shí)，可取極限荷載的一半。

b.當(dāng)壓力—沉降曲線是平緩的光滑曲線時(shí)，可按相對(duì)變形值s/b=0.01確定，且按相對(duì)變形值確定的承載力特征值不應(yīng)大于最大加載壓力的一半。

4.1.3 檢測(cè)時(shí)間

施工后應(yīng)間隔一定時(shí)間方可進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。針對(duì)飽和黏性土地基應(yīng)待孔隙水壓力消散后進(jìn)行，間隔時(shí)間不宜少于14d；對(duì)粉土、砂土和雜填土地基，不宜少于7d。

4.2 檢測(cè)結(jié)果

白馬河渠道倒虹吸進(jìn)口段三角形布樁復(fù)合地基承載力特征值達(dá)到250kPa，滿足設(shè)計(jì)要求；出口段三角形布樁復(fù)合地基承載力特征值達(dá)到220kPa，滿足設(shè)計(jì)要求。因此可以得出如下結(jié)論：采用步履式落錘載體擴(kuò)樁機(jī)成孔孔徑450mm,或長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)引孔，樁徑不大于400mm；每次填料量控制在0.25m3左右；樁底三擊貫入度15cm，樁徑夯擴(kuò)擠密至600mm；能夠達(dá)到消除液化的設(shè)計(jì)要求，并能滿足地基承載力要求。

[1] 李相然，趙春富，張紹河.地下與基礎(chǔ)工程防滲加固技術(shù)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

[2] 《水利水電工程施工手冊(cè)》編委會(huì).水利水電工程施工手冊(cè)地基與基礎(chǔ)工程[M].北京：中國(guó)電力出版社,2004.

On Ram-expanded Gravel Pile Construction Technology and Quality Inspection of Finished Pile

JIA Rong-gang

(HebeiWaterConservancyEngineeringBureau,Shijiazhuang050021,China)

Ram-expanded compaction gravel pile treatment method can be utilized for effectively eliminating collapsibility and liquefaction of filled soil, improving physical and mechanical properties, improving bearing capacity and compressive modulus of foundation soil, and reducing compression deformation of foundation soil. In the paper, keys of ram-expanded compaction gravel pile construction technology are analyzed and introduced through construction practice of one inverted siphon ram-expanded compaction gravel pile in South-to-North Water Diversion Project. Test method and results of finished product quality are pointed out.

ram-expanded compaction gravel pile; construction technology; quality inspection

TV52

A

1005-4774(2014)10-0000-03