浅谈振冲碎石桩在某工程中的应用

1、建筑工程Jian Zhu Gong Cheng·459·浅谈振冲碎石桩在某工程中的应用雷朝生安徽蚌埠中水淮河安徽恒信工程咨询有限公司安徽蚌埠233001【摘要】近几年来振冲碎石桩在地基的加固及处理中得到了广泛地应用。它具有技术可靠、设备简单、操作技术易于掌握、施工简便快速、工期短、既不用水泥，又不用钢材，加固后地基承载力有显著提高等优点。本文结合工程实例，介绍了振冲碎石桩法在软弱地基处理中的施工工艺及注意事项，重点介绍了质量控制的要点。【关键词】碎石桩；软弱地基；加固一、前言振冲碎石桩是利用一个产生水平向振动的管状设备在高压水流下边振边冲在软弱黏性土地中成孔，再在孔内分批填

2、入碎石等坚硬材料制成一根根桩体。桩体和原来的黏性土构成所谓复合地基，该复合地基具有比原地基承载力高，压缩性小的优点。振冲碎石桩适用于处理砂土、粉土、粉质黏土、素填土和杂填土等软弱地基。二、工程概况2.1工程地质地基基础主要为Q3粉质粘土、砾砂。粉质粘土厚7.5m10.0m，可塑硬塑状，具中等压缩性，弱膨胀性。粉质粘土承载力标准值180kPa210kPa。下部砾砂强度高于上覆土体强度。2.2、振冲碎石桩简介本工程地基处理方式为振冲碎石桩。要求其复合地基承载力不应小于250Kpa，桩长伸入砾砂层，桩径80cm，间距200cm呈等边三角形布置。三、施工机械设备3.1施工机械（1）引孔机械本工程采用长

3、螺旋钻机进行引孔。（2）振冲器根据本工程条件选用BJ-75（kW）型振冲器。（3）起吊机械起吊力和起吊高度必须满足施工要求，根据实际情况及以往工程经验本工程选用吨位25t的汽车吊。（4）供料机械每套机组应保证1台1.5m3装载机供料，现场石料堆放场计划采用ZL-50装载机下料。3.2电气控制设备电气控制装置除用于施工配电外，还具有控制施工技术指标的功能，即可控制振冲施工中造孔电流、加密电流、留振时间等。BJ-75型振冲设备采用自动方式控制加密电流值和留振时间，施工中当电流和留振时间达到设定值，会自动发出信号，指导施工。四、振冲碎石桩施工程序及方法根据施工现场实际情况，本工程振冲碎石桩施工采用排

4、打法，由一端开始，依次制桩向另一端结束。振冲碎石桩施工程序为：施工准备测量定位长螺旋钻机就位引孔振冲器就位清孔振冲器填料振密关机停水振冲器移位。4.1施工准备（1）施工前具备“三通一平”条件，将水源、电源接至施工场地50m内。（2）平整场地超过有效桩顶高程1m，若桩头部位加密效果不稳定应铺设一层2050cm厚的碎石层，以保证桩顶密实度。（3）查清施工场地内的障碍物，并将场地划分为若干区域，分区设置土埂和排浆地沟，保证泥浆及时排放。4.2测量定位测量放线定出桩位和地面高程，根据控制点拉线定出每个孔位，并用白石灰在每根桩的中心位置作好标记。4.3长螺旋钻机就位长螺旋钻机就位后，要达到钻塔天轮外缘、

5、钻头尖及桩位点三点成一线，钻杆垂直，钻头矛尖对准桩位点后固定钻机，调整钻机液压脚必须保持平稳，不发生倾斜、位移。为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。4.4引孔调直机架钻杆，对好桩位（用对位圈），启动马达钻进、出土，达到设计深度后停钻、提钻。钻到设计的深度后，必须在孔底处进行空转清土，然后停止转动；提钻杆，不得曲转钻杆。进钻过程中散落在地面上的土，必须随时清除运走。4.5振冲器就位吊车选用25t汽车吊，吊车徐徐吊起振冲器，使其竖直、悬空，距地面10cm20cm，并让尖端对准孔位。4.6清孔待振冲器就位后，进行一次清孔排浆，记录清孔过程，并根据实际成孔

6、排浆情况，确定清孔次数。4.7填料、振密、制桩（1）根据振冲碎石桩生产性试验确定的相关参数。振冲器控制柜采用加密电流，加密电流控制在85A95A。并控制水压，加密水压为0.2MPa0.4MPa；（2）本工程采取连续填料，分段振密的制桩方法。用装载机装载石料倾倒至接料器，向孔内倒石料，每次填料高度为0.5m左右。连续填料时，应将振冲器留在孔内连续向孔内填料；（3）待石料沉入孔底后，再缓慢下沉振冲器，振密孔底桩体，当振冲器工作电流达到规定的加密电流后，留振15s20s。加密从孔底开始，逐段向上，中间不得漏振，加密位置应达到基础设计高程以上1.0m1.5m；（4）桩头部位加密效果不稳定段应铺设一层2

7、0cm50cm厚的碎石层，以保证桩顶密实度。孔底以上，全孔填料充盈系数应大于1.05；1m1.5m处填料量应为施工图纸规定值的2倍（1.01m31.51m3）（5）循环上段工序，进行下一段桩体的填料、振密工作直至孔口，则完成一根桩的制桩过程。根据生产性试验成果设置加密电流和留振时间，施工过程中采用电气自动控制系统控制加密电流和留振时间。施工过程中，详细记录每次的加密电流、留振时间、加密段长度及填料方量，并与生产性试验成果做对比，当偏差较大时分析原因应及时作出调整。施工过程中，严格按设计规范及生产性试验成果控制相关参数；4.8关机、停水，振冲器移位至下一桩位，重复以上步骤，自下而上逐段制作桩体直

8、至孔口，记录各段深度的填料量、最终电流值和留振时间，并符合设计规范要求。五、控制措施振冲碎石桩施工过程中控制要素主要有：桩位偏差、桩深、填料量。5.1桩位偏差控制要使成桩后的桩位偏差达到规范要求，首先在引孔时要控制孔位偏移。由于本工程采用长螺旋钻机引孔，长螺旋钻机在成孔过程前将钻头矛尖对准桩位点后固定钻机，调整钻机液压脚保证钻机水平稳定，钻进过程中桩位偏差量很小。故本工程振冲碎石桩施工过程中桩位偏差主要是测量放样点的控制。（1）根据施工图纸将各桩位展于施工总平面布置图上，标记控制点坐标并对按区域将各桩位进行编号；（2）专职测量人员使用全站仪放样，将各桩位控制点用白灰标示；（3）专职测量人员将测

9、量成果对施工作业人员做好详细的技术交底；（4）根据实际情况项目部测量人员将随即抽取部分桩位进行复核。5.2桩长控制（1）在长螺旋就位后，根据现场确认的桩底标高和施工图纸中结构建筑物的设计底高程可推算单根桩长度，在钻杆上相应位置做好标记，钻孔过程中用于控制桩深；（2）清孔后可用带刻度的测绳测桩的深度，实测深度小于设计深度0.3m0.5m则满足设计要求；（3）施工过程中当地面出现下沉或淤积抬高时，振冲器入土深度也要做相应的调整，以确保成桩长度；（4）根据设计要求，注意不同施工区域桩长不同。5.3填料量控制注意每次装载机铲斗装料多少及散落在孔外的数量，根据生产性试验施工过程中可知：孔底以上，全孔填料

10、充盈系数应大于1.05，全孔填料1.0m1.5m处填料量应为施工图纸规定值的2倍（1.01m31.51m3）数量大于5.28m3。5.4施工技术参数控制（1）施工技术参数有加密电流、留振时间、加密段长、水压、填料数量。（2）当采用加密电流，留振时间，加密段长作为综合指标时，填料数量受上述这些指标所约束。但在振冲置换处理时，填料量多少关系到成桩直径的大小和置换率大小，因此，当填料数量比设计要求过多或过少时及时分析原因，必要时适当改变加密电流，留振时间，以保证工程质量。（3）施工技术参数控制时应注意下列事项：为保证加密电流和留振时间准确性，施工中应采用电气自动控制系统；在振动条件下设定的加密电流值

11、，留振时间可能发生变化，应及时调整；施工中应确保加密电流、留振时间和加密段长度满足设计规范要求，满足生产性试验相关成果，否则不能结束一个段长的加密；在施工中应经常对各机组振冲器的空载电流进行测量记录，当与设计空载电流差别较大时，应及时、适当调整加密电流，以保证各机组施工质量的一致性；应定期检查电气设备，不合格，老化，失灵的原器件应及时更换。六、质量标准及成桩检测6.1填筑材料质量标准振冲碎石桩桩体的填料应采用含泥量不大于5%的碎石、卵石、角砾等性能稳定的硬质材料，禁止使用已风化及易腐蚀、软化的石料，常用的卵石粒径为30mm100mm。6.2引孔和清孔质量标准（1）长螺旋引孔后，成孔中心与施工图

12、纸定位中心偏差不得大于10cm；（2）成孔深度不浅于设计处理深度以上0.3m0.5m；（3）成孔完成后的桩顶中心与定位中心偏差不得大于桩孔直径的0.2倍；（4）振冲器贯入土中应保持垂直，其偏斜应不大于桩长的3%；（5）钻到设计的深度后，必须在孔底处进行空转清土，然后停止转动；提钻杆，不得曲转钻杆。进钻过程中散落在地面上的土，必须随时清除运走；（6）成孔完毕后，进行一次清孔排浆，记录清孔过程，并根据实际成孔排浆情况，确定清孔次数。6.3振密质量标准振冲桩的密实程度以振冲器电机工作时显示的电流为控制标准，应用电气自动控制系统控制加密电流和留振时间，加密电流、留振时间、加密段长及填料数量符合试桩选定

13、的参数。桩体加密控制标准一般应符合下列规定：加密电流控制在85A95A，留振时间控制在15s20s，加密段长度0.5m左右，振密过程加密水压宜控制在0.2MPa0.4MPa。根据本工程特点，应采用连续填料方法，应将振冲器留在孔内连续向孔内填料，中间不得漏振。振密过程中，电流超过振冲器额定电流时，宜暂停或减缓振冲器的贯入或填料速度。施工中发现串桩，可采取对被串桩重新振密或在其旁边补桩等措施。6.4成桩检测振冲碎石桩的施工质量检验应在施工完成7天后采用单桩荷载法进行检验，检验数量为桩数的0.5%，且不少于3根。对碎石桩体的检验可用重型动力触探进行随机检验，对桩间土的检验可在处理深度范围内采用标准贯

14、入、静力触探进行检验。复合地基承载力检验应采用复合地基荷载试验，试验数量不应小于总桩数量的0.5%，且每个单体建筑物不少于3个点。七、结束语通过具有相关检测资质的某工程质量检测有限公司进行单桩复合地基承载力检测，单桩竖向抗压承载力和复合地基承载力均满足设计要求。振冲碎石桩施工质量的控制受多种因素的影响，但归根到底，还是三个方面的问题。即造孔和清孔时的水压控制，填料成桩时候的加密电流和留振时间控制，以及每次填料量的控制。作为质量控制人员，要绝对保证对大范围场地的质量监控是不容易甚至是不可能做到的，将施工质量自动控制系统引入土木工程领域，代替人的大部分劳动，是一个有潜力的发展方向。参考文献：1何广

15、讷.振冲碎石桩复合地基M.北京：人民交通出版社，2001.2JGJ79-2002󰀁建筑地基处理技术规范S.3GB󰀁50007-2002󰀁建筑地基基础设计规范S.间的接缝，砼浇注振捣完毕，若砼表面上浮5cm以内的浮浆，应加干净的与砼内同级配的石子，人工拍实，若浮浆过多应清除。在墙柱浇注过程中，设专人用橡皮锤敲击模板面，特别是阴阳角部位，以保证砼密实，墙柱浇注砼前在其根部浇注5cm高与原砼同配比的水泥砂浆，以避免局部烂根。2、垫层砼浇筑基坑验槽后，浇筑垫层，采用一次收平压光技术，具备防水施工条件。1）基础自防水砼浇筑该工程底板及地下外墙均为自防水砼，

16、此为基础部分施工的要点，须从砼的配合比、拌制、运输、浇注、振捣及养护等各个环节严格把关。墙浇筑砼前，先在底部均匀浇筑5cm厚与墙体砼成分相同的水泥砂浆，并用铁锹入模，不应用料斗直接灌入模内。浇筑墙体砼应连续进行，间隔时间不应超过2h，每层浇筑厚度控制在50cm左右，因此必须预先安排好砼下料点位置和振捣器操作人员数量。振捣棒移动间距应小于50cm，每一振点的延续时间是以表面呈现浮浆为度，为使上下层砼结合成整体，振捣器应插入下层砼5cm。防水砼振捣时间以砼开始泛浆和不冒气泡为准，应避免漏振，欠振和超振。振捣时，振捣器的移动半径不宜大于其作用半径，振捣器插入下层砼的深度不小于5cm。防水砼结构内部设

17、置的各种钢筋或绑扎铁丝，不得接触模板，固定模板用的螺栓，须采用加焊止水环止水，止水环必须满焊。基础浇筑方法：采用“一个坡度、薄层浇筑、循序渐进、一次到顶”的方法进行浇筑。砼浇到最后部分的底板边缘，可能有泌水的上涌现象时，应将水排出；砼硬化初期及时注意覆盖和保养，以减小表面裂缝。表面处理：由于采用泵送砼，坍落度大，振捣后会在表面形成一层20-50mm素浆，当温度降低或骨料下沉时，导致表面龟裂。为防止这种裂缝的产生，在浇筑到设计标高时，适量铺撒20-50mm厚与砼砂石级配相同、粒径<40mm的碎石，用长刮尺刮平、初凝前再用木抹子搓平。底板导墙向上500mm留300mm厚3mm钢板止水带，地下

18、室外墙及顶板分别可设遇水膨胀止水条。2）剪力墙砼施工剪力墙砼分层浇筑，首先在底部浇筑50100mm同配合比无石子砂浆，用标尺杆控制分层高度，每层500mm。墙体砼分层连续浇筑到板底，且高出板底3cm（待拆模后，进行施工缝处理，剔凿掉2cm，使之漏出石子为止）。标尺见右图。墙体砼浇筑完后，将上口甩出的钢筋加以整理，用木抹子将墙顶表面砼找平，高低差控制在10mm以内。地下室外墙水平施工缝处设置遇水膨胀止水带。并在拆模后涂刷无水养生液进行养护，以控制砼温度和收缩裂缝，保证砼质量。对拉螺杆部位采用高一个强度等级并掺微膨胀剂的减石子砂浆修补，并保持与砼面色泽一致，同时，必须加强预留预埋的工作，限制在施工完毕后，进行如预埋线槽、线盒等的剔凿，以减少对清水砼外观的影响。特别应注意在浇筑地下室剪力墙砼时，由于外墙砼要求抗渗，所以内外墙之间设钢丝网隔拦，同时浇筑时外墙砼浇筑过程中高度应高于内墙。3）后浇带砼浇筑本工程基础筏板及地下三层、地下二层、地下一层主体结构设有沉降缝后浇带及温度后浇带，其中温度后浇带为相应结构完成二个月后浇筑，沉降后浇带待结构封顶后二个月浇筑，后浇带砼强度等级为较两侧砼结构强度等级提高一个级别。为切实保证后浇带处砼整体质量，在后浇带施工前后将采取下列具体措施：模板靠砼面一侧先设一道钢板网（结构砼浇筑完成且砼强度达