碎石桩施工技术

碎石桩施工（吴秋良韩青）摘要：本文介绍了山西祁临高速公路部分软土地基采用碎石桩施工，以提高地基承载力的施工过程的施工过程和检测方法。关键词：碎石桩施工一、 工程概况祁（县）临（汾）高速公路是交通部规划建设的国道主干线二连浩特至河口公路在山西境内的其中一段，是山西省“大”字型高等级公路主骨架的重要组成部分，亦是山西省规划建设的大（同）运（城）高速公路的重要组成部分。该项目的建设对加快西部地区经济发展战略具有十分重要的意义。五合同段起讫桩号为K52+520.708〜K61+000,全长8.479292km。该段地形起伏较大，根据其地形特征采用高速公路的重丘区技术标准。设计行车速度为100km/h，行车6车道，路基宽度为26.5m。K60+200钢筋砼拱涵为高填土涵洞（填高35.734m），由于在进行拱涵基础开挖时，发现基础土层含水量较高，经测量地下水位高于拱涵基底高程，且地基承载力（240kPa）比设计要求承载力（400kPa）低，后通过监理、业主和设计院进行设计变更。设计原理是利用挤密碎石桩，使桩间土与碎石桩构成复合地基，以提高地基承载力。碎石桩布置在涵洞基础及四周各5.0m范围内，呈正方形布置，桩径0.4m，桩间距0.7m，碎石桩顶为0.5m厚砂砾垫层。设计要求桩体碎石粒径2〜5cm，其设计变更见图1。涵址地貌单位属冲沟沟底，地基土主要由低液限粘性土（。凸。严叭Qfcol、Q2all+pl）和圆砾层构成，属不均匀地基。 4二、 碎石桩施工工艺碎石桩施工工艺流程见图2三、 施工方法1、 碎石桩的施工顺序从下游向上游依次分段施工，每一段从两边向中间施工。2、 测量放样，确定好每根桩桩位，拟定成桩顺序并编号。3、 采用浙江瑞安生产的振动式电动沉管桩机：DZ-60型（°=377mm桩管），采用活瓣式桩尖。4、 施工前必须做成桩试验，通过试桩得出如下参数：每根桩成桩时间需13〜16分钟、碎石投入量每米不少于0.145m3即每根桩灌碎石量为1.16m3（11小车）、反插次数不低于6次、最大电流120A。由于设计上未对灌碎石量作出具体要求，因此采用反插次数控制的方式来保证灌碎石量。5、 桩机就位，桩腿要支平，以保证垂直度要求。施工时，电动沉管机在人工的配合下找准桩位，人工闭合活瓣式桩尖后开始沉桩。将桩管振动下沉入土层，直至设计深度，稍上提桩管，桩管下端的活瓣式桩尖打开，桩管及桩管壁外的真空破坏，这样可减小起拔摩阻力。6、 在桩管振动下沉时，用料斗向桩管内灌入碎石（见照片1），灌碎石量不小于设计值。7、 起拔振动，为使管内碎石密实，在拔管前留振1分钟。为使挤出桩管下端的碎石

更加密实，边振边拔，控制在每拔管1m留振1分钟，拔管速度要均匀，并控制在1〜1.5m/min内。施工时机前人员随时用测锤测碎石下料情况(见照片2)，挤密碎石桩必须上下连续，不得有断桩现象。8、 根据测锤测得的碎石下料情况，如果灌碎石量不足时要求反插，直至桩管内碎石击实。反插深度要小于桩管长度的一半，拔管和反插速度必须均匀，反插深度由深到浅，每根桩在保证桩长和碎石灌入量的前提下，总反插次数一般不得少于6次。9、 提升桩管高于地面，停止振动，移机进行下根桩的施工。10、 每段碎石桩施工完毕后，将砂砾垫层整平，待碎石桩完成15天后即可进行碎石桩的检验。11、 施工注意事项：每根碎石桩施工时，都必须记录沉桩深度、碎石灌入量、反插次数。施工过程中如发现土层有较大变化，投料量或沉桩速度异常时要立即停工，并(1)每根碎石桩施工时，都必须记录沉桩深度、碎石灌入量、反插次数。施工过程中如发现土层有较大变化，投料量或沉桩速度异常时要立即停工，并报告监理。碎石桩施工时复振电流控制在50-60A。沉管开始阶段要轻振慢沉，待桩管方向稳定后再按正常速度沉管。沉桩时遇到可液化层时，当桩管进入可液化层后，每下沉0.5m碎石桩施工时复振电流控制在50-60A。沉管开始阶段要轻振慢沉，待桩管方向稳定后再按正常速度沉管。沉桩时遇到可液化层时，当桩管进入可液化层后，每下沉0.5m留振30S，直至穿透液化层。(4)(5)(6)沉桩时遇到坚硬的砂砾导致下沉达不到设计深度时，此时增加压力，电流从60A提高到100A左右后使其下沉，但当再不能下沉时则停止施压。四、碎石桩检验1、 检测方法对复合地基承载力的检测方法有单桩荷载试验、复合地基荷载试验、大型原位荷载试验和动力触探法试验等4种，因前3种检验方法的设备和程序均较复杂，因此，采用较易实施的动力触探法来检验碎石桩复合地基的承载力。采用桩体重型动力触探与桩间土标准贯入试验的方法进行检测，检测试验点位置在施工现场随机抽取。碎石桩桩体重型动力触探孔取7个，桩间土标准贯入试验孔取3个。桩体重型动力触探采用自动落锤法，探杆直径42mm，锤重63.5kg、落距78cm，贯入深度取3.0m或贯入至每10cm贯入击数大于30击为止。检测时现场坑底以下0.7m开始记录每贯入10cm的锤击数，根据《建筑地基基础处理技术规范》(GBJ79-91)或《地基处理手册》确定碎石桩单桩承载力和桩间土承载力。2、 复合地基承载力的推算碎石桩处理后复合地基承载力计算公式采用《建筑地基基础处理技术规范》中推荐公式：Fsk=mXFk+(1-m)XFskFp.kFp.k一桩体承载力标准值;m一面积置换率Fsk一桩间土承载力标准值；面积置换率m按下式计算：m=d2/d2ede—等效影响圆直径；de—等效影响圆直径；S］、S2一纵向和横向间距矩形布置时de=1.13j£S23、检测结论涵洞基础采用碎石桩处理后，桩间土有明显挤密效果，桩间土承载力达400Kpa，碎石桩承载力为520Kpa，经计算复合地基承载力达431Kpa，满