謝建強(qiáng)

現(xiàn)在地基加固施工經(jīng)常會(huì)使用振動(dòng)水沖法。振動(dòng)水沖法簡(jiǎn)稱(chēng)振沖法,就是利用振動(dòng)器水沖成孔,在孔內(nèi)填以砂石骨料,借振沖器的水平及垂直振動(dòng)振密填料,形成碎石樁體與原地基構(gòu)成的復(fù)合地基,以提高地基的承載力。但在施工過(guò)程中容易產(chǎn)生振沖器下沉速度過(guò)慢、石料填不下去、振沖電流過(guò)大、縮頸、斷樁、加密效果差等質(zhì)量問(wèn)題。如何采取合理的處理措施是需要探討的。

1 振沖器下沉速度太慢

1.1 產(chǎn)生原因

產(chǎn)生振沖器下沉速度太慢的主要原因是:被處理的地基土質(zhì)較硬,下沉阻力大;或者所選用的振沖器功率較小;或者水壓力達(dá)不到施工要求。

1.2 處理方法

防止振沖器下沉速度太慢的方法主要有以下兩種:1)加大壓力水的壓力,使水壓力能沖動(dòng)被處理的地基;2)根據(jù)被處理地基的堅(jiān)硬程度,選擇適宜的大功率振沖器,這是防止振沖器下沉速度太慢的根本措施。

2 振沖電流過(guò)大

2.1 產(chǎn)生原因

產(chǎn)生振沖電流過(guò)大的主要原因是:在向孔內(nèi)填料過(guò)程中,出現(xiàn)間斷填料;或振沖器在上部造成卡殼。

2.2 處理方法

防止振沖電流過(guò)大的方法主要有以下三種:1)加大水的壓力和轉(zhuǎn)速,慢慢沖開(kāi)堵塞處;2)每次填料要少;3)采用連續(xù)填料的施工工藝。

3 填料困難

3.1 產(chǎn)生原因

產(chǎn)生填料困難的原因很多,主要有以下幾種:1)孔口直徑太小。有的直徑只有10 cm～20 cm,不僅造成填料比較困難,而且降低了樁的強(qiáng)度,影響復(fù)合地基承載力。2)一次向孔內(nèi)加料數(shù)量太多,造成孔道堵塞。由于石料規(guī)格控制不嚴(yán),個(gè)別石料直徑較大,投入孔內(nèi)后,使振沖器旋轉(zhuǎn)受阻,甚至振沖器被卡。3)地基存在流塑狀態(tài)的黏性土,造成縮孔堵塞孔道。

3.2 處理方法

1)清孔并將孔口附近土體挖除。2)適當(dāng)?shù)募哟笏畨毫?提升振沖器,打通孔道;在填料過(guò)程中,每次填料不宜過(guò)多。3)如果地基存在流塑狀態(tài)的黏性土,應(yīng)當(dāng)先拋填黏土,進(jìn)行護(hù)壁,待孔壁穩(wěn)定后再進(jìn)行填料。

4 樁體縮頸或斷樁

4.1 產(chǎn)生原因

碎石樁由于樁孔回縮,使樁孔直徑偏小,導(dǎo)致填料困難,甚至產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象。1)在軟黏土地基中成孔,樁孔孔壁容易回縮或坍塌,出現(xiàn)“大肚子”質(zhì)量問(wèn)題,此時(shí)填料劇烈增加,致使樁體直徑很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2)振沖器在穿過(guò)硬土層時(shí),操作仍與其他土層相同,忽視必要的擴(kuò)孔工序,必然會(huì)出現(xiàn)樁體縮頸或斷樁。

4.2 防止方法

1)黏性土地基振沖施工中,未能適當(dāng)控制水壓、電流,填料量不夠或樁體密實(shí)度欠佳,在軟黏土地基施工時(shí),應(yīng)經(jīng)常上下提升振沖器進(jìn)行清孔,如土質(zhì)特別軟,可在振沖器下沉到第一層軟弱層時(shí),就在孔中填料,進(jìn)行初步擠振,將這些填料擠到該軟弱層的周?chē)?起到保護(hù)孔壁的作用,然后再繼續(xù)按常規(guī)向下進(jìn)行振沖,直至設(shè)計(jì)深度。2)如遇到較硬土層時(shí),應(yīng)將振沖器在硬土層區(qū)上下提升,并適當(dāng)加大水壓力進(jìn)行擴(kuò)孔處理。

5 加固效果不良

5.1 產(chǎn)生原因

振沖樁加固效果是評(píng)價(jià)施工質(zhì)量?jī)?yōu)劣的主要指標(biāo)。產(chǎn)生加固效果不良的主要原因有以下三個(gè)方面:1)振沖加密砂土?xí)r水量不足,未能使砂土達(dá)到飽和。2)在振沖時(shí)留振時(shí)間不夠,未能使砂土充分液化。為了單純追求制樁速度,振沖器留振時(shí)間較短,影響樁的加固效果。3)在黏性土地基振沖施工時(shí),未能適當(dāng)控制水壓、電流,填料量不足或樁體密實(shí)度欠佳。

5.2 防治方法

1)在砂土地基施工時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制水量,當(dāng)振沖器水管供水仍未能使地基達(dá)到飽和時(shí),可在孔口另外加水管灌水,也可在加固區(qū)預(yù)先浸水后再施工。2)振沖擠密砂土?xí)r,振沖器應(yīng)以1 m/min～2 m/min的速度提升至孔口,再以同樣的速度下沉至原來(lái)的深度。在孔底應(yīng)稍降低水壓并適當(dāng)降低孔內(nèi)的泥漿密度,以利填料時(shí)石料能較快的下落至孔內(nèi)。3)填料時(shí),可以分幾次或連續(xù)填料,視土質(zhì)情況而定,填料量不應(yīng)少于一根樁的體積用量,以確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求。4)在黏土地基中,其密實(shí)電流時(shí)一般應(yīng)超過(guò)振沖器空轉(zhuǎn)電流15 A～20 A,每次振實(shí)時(shí),均應(yīng)留振片刻,觀察電流穩(wěn)定情況。

6 振沖碎石樁施工質(zhì)量控制與檢驗(yàn)

6.1 質(zhì)量控制

1)對(duì)水的控制就是控制水壓和水量。水壓要視土質(zhì)及其強(qiáng)度而定,強(qiáng)度較低的軟土,水壓要小些;強(qiáng)度較高的土,水壓應(yīng)大些。水量要充足,使孔內(nèi)充滿(mǎn)水,這樣可以防止塌孔,使樁工作順利進(jìn)行。但是,水量也不宜過(guò)多,過(guò)多時(shí)宜把填料帶出流走,要降低水壓,以免破壞樁底以下的土。

2)對(duì)電的控制主要是控制密實(shí)電流,其規(guī)定值應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)定出。振沖擠密時(shí),一般為電機(jī)的空振電流加上25 A～30 A;振沖置換時(shí),一般為電機(jī)的空振電流加上35 A～45 A。

3)對(duì)料的控制就是要注意加填料不宜過(guò)猛,應(yīng)當(dāng)采取“少吃多餐”的方法,且每批不宜加得過(guò)多。值得注意的是在制作最深處樁體時(shí),為達(dá)到規(guī)定密實(shí)電流所需的填料遠(yuǎn)比制作其他部分樁體多。有時(shí)這部分樁體的填料量可占樁總填料量的1/4～1/3,這由如下原因造成:

開(kāi)初階段加的填料有相當(dāng)一部分從孔口向孔底下落過(guò)程中被粘在各深度的孔壁上,只有少量能落到孔底。如果控制不當(dāng),壓力水有可能造成超深,從而使孔底填料數(shù)量劇增?？椎赘浇龅搅耸孪炔辉诘木植寇浫跬翆?這也能使填料數(shù)量超過(guò)正常用量。

6.2 質(zhì)量檢驗(yàn)

1)振沖施工結(jié)束后,除砂土地基外,應(yīng)當(dāng)間隔一定時(shí)間方可進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。對(duì)黏性土地基,間隔時(shí)間可取3周～4周;對(duì)粉土地基,可取2周～3周。2)振沖樁的施工質(zhì)量檢驗(yàn)可用單樁荷載試驗(yàn)。試驗(yàn)用圓形壓板的直徑與樁的直徑應(yīng)相等。3)對(duì)大型的、重要的或場(chǎng)地復(fù)雜的振沖置換工程應(yīng)進(jìn)行復(fù)合地基的處理效果檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法宜用單樁復(fù)合地基荷載試驗(yàn)或多樁復(fù)合地基荷載試驗(yàn)。4)對(duì)不加填料的振沖密實(shí)法處理的砂土地基,處理效果檢驗(yàn)宜用標(biāo)準(zhǔn)貫入、動(dòng)力觸探或其他合適的試驗(yàn)方法。

7 結(jié)語(yǔ)

為了提高工程施工質(zhì)量及保證工程工期,總結(jié)出以上振動(dòng)水沖法施工時(shí)出現(xiàn)的質(zhì)量原因及防止方法,也可作為同行人士在遇到同類(lèi)型情況時(shí)的一個(gè)參考。

[1] GBJ 202-83,地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2] 馬小鋒.淺談軟土地基處理方法[J].山西建筑,2008,34(1):121-122.