08技术总结碎石桩、张胜明.doc

高等级公路工程中振动沉管碎石桩法改良软土地基的应用张胜明（中国葛洲坝集团公司 湖北省宜昌市 443002）摘要：文中详述了云南省思小高速公路刀光寨立交区路基工程中采用振动沉管碎石桩法加固软土地基的施工工艺，并介绍了碎石桩质量检验及其加固效果。关键词：碎石桩；软土地基；复合地基；承载能力；静载试验 高等级公路的修建大多会穿越不良地质地段，此时不仅要求路堤稳定而且对工后沉降有较高要求，因而要选用一种合理而又有效的方法来确保路堤及路基的稳定性，以减少工后沉降。在素（杂）填土、淤泥等软土地基处理方法中，用碎石桩加固，构成桩土共同作用的复合地基以达到提高软土地基的承载力，减少工后沉降及不均匀沉降，是目前处理软土地基的一种主要方法。1、工程概况 云南省思小高速公路刀光寨立交区主线段为软基路段，采用振动沉管碎石桩法加固软基,碎石桩采用振动沉管成孔,桩管内径37.7cm,外径40cm,布桩形式采用正三角形,桩距1.5米,排距1.3米,碎石桩平均深度6.2米,桩顶铺设50cm厚碎石垫层及30cm厚碎石土。 据提供的该路段地质钻探说明，自上而下分为三个层次： （1）上部为灰黑色、深灰色粘土、亚粘土、淤泥质土，呈软流塑状，标贯础 12击，厚1.755.10米,表层0.50.8米为可塑状亚粘土覆盖,该土层具中-高等压缩性,地基容许承载力60-80 KPa; (2)中部为灰黄色、褐黄色、灰白色粉砂，呈稍中密状，饱和厚4.3-6.6米,地基容许承载力120-180 KPa; (3)下部为灰黄色、褐黄色紫红色亚粘土、亚砂土，可塑状，厚7.55米,地基容许承载力120-150120-180 KPa。2、施工工艺2.1施工机械及人员 DZ40型振动沉管碎石桩机,功率40Kw,沉管内径37.7cm,外径40cm， 洛阳ZL50型装载机每台桩机配备10个工人。2.2施工工艺流程桩机就位平面位置控制 垂直度控制振孔器就位 振动密实，保证充不小于试桩留振时间重型击实贯入试验检验回收桩顶碎石富余量反插留振,多次循环上升提管速度控制加料振捣振动挤土成孔 至设计深度或持力层 1.0-1.5m/min控制制桩成功,移至下一点将桩顶材料压密实桩顶承压 振动沉管碎石桩施工工艺框图2.3施工方法 (1)测设中线,放出软基处理段边桩,清理表层淤泥,用路基填料回填并平整,作好排水系统,保证排水通道畅； （2）测绘布设桩位平面图，准确放出桩位并编号； （3）沉管就位，将装有垂直振动器的377mm沉管对准桩孔就位，振动下沉成孔； （4）将计算好的碎石灌入沉管中，振动沉管上下运动，使填料下沉； （5）边提管边填料边振动，使之形成实心密实桩，同时复核填料用量，使其和设计用量的差值小于设计值的5%； （6）施工过程中要根据地质特点合理控制各种技术参数，充盈系数不小于设要求，如不能达到设计要求，采用悬振动反捶方法处理达到设计要求。 （7）开桩后设专人记录桩的贯入值、压入的碎石量、施工时间等。2.4施工中应注意的问题 (1)施工时一般由里向外,由一边推向另一边,这样可以挤走部分软土,而对于抗剪度低的粘性土地基,为减少沉桩时对原状土扰动,采用间隔跳打方式； （2）施工时应严格按照设计要求的桩长、桩径、桩间距、竖直度、碎石贯入量进行施工，确保挤密均匀和桩身的连续性； （3）碎石灌入时不应小于设计的95%，不能顺利下料时可适当加水； （4）填料分批加入，不宜一次加料过量，严格防止断桩和颈缩桩的发生； （5）承力层留振时间不少于20秒，拔管速度不快于1.5m/min； (6)实际施工中应根据桩长及地质、土质情况重新计算碎石加入量及充盈系数，以保证碎石桩达到密实状态。3、质量检验（1）现场作重型击实贯入试验检验,以5击为一阵击，当一阵击的下落贯入 深度小于7厘米时即可判定为密实。贯入量10厘米不小于批准的试桩击数,当5击贯入量超过10厘米时，采用公式N63。5=10K/S计算贯入10厘米所需的锤数；抽检不少于总数的5%。（K为一阵击的锤击数，S为相应于一阵击的贯入量）（2）桩间土承载力采用轻型动力触控仪进行测定（3）加固区压缩量计算采用复合模量法。（4）为了检验碎石桩的施工质量及加固效果，工程完工后需进行复合地基静载试验，试验方法按国家行业标准建筑地基处理技术规范（JGJ79-91） 中的有关规定进行。4、碎石桩技术经济分析 振动沉管碎石桩法处治软基与排水固结法相比，加固期短，可快速连续施工，对缩短工期十分有利，而采用砂井预压换土垫层或喷桩等方案，前者因施工时间过长后者因土质含水量太大龄期过长而被否定。经碎石桩加固后的复合地基与原天然地基相比一般提高一倍以上加，加固效果显著。5、结束语（1）采用振动沉管碎石桩加固软土地基构成桩土共同作用的复合地基是目前处理软土地基的一种主要方法，具有施工简便、承载能力高、使用灵活、缩短工期等优点。（2）碎石桩属于散体材料桩，其桩体承载力很大程度取决于桩周土的侧限力，因此用碎石桩加固软土地基必须综合考虑土的物理指标、颗粒组成等，尤其注意处理非少质软土地基，当其不排水抗剪强度低于20 KPa.时不宜采用碎石桩处理软土地基。（3）振动沉管碎石桩质量可通过填料量、留振时间、拔管速度等来控制，因此施