闞保國

(唐山遠大實業(yè)集團有限公司)

0 引言

我國北方，靠近沿海地區(qū)存在大量軟土，如何保證軟土路基施工質(zhì)量，保證施工后不沉降，是個關鍵問題。夯擴擠密碎石樁是在擠密砂樁施工法原理的基礎上發(fā)展起來的一項地基處理技術，多用于加固路堤、橋頭、原料堆場、堤防碼頭、油罐、廠房基礎及中低層樓房基礎等，處理后的復合地基承載力比原天然地基承載力提高50% ～100%以上，已成為軟弱地基加固處理的有效方法之一。本文結(jié)合沿海高速公路施工實際經(jīng)驗就對夯擴擠密碎石樁處理軟土地基的機理、施工控制、選用夯擴擠密碎石樁應注意的問題以及夯擴擠密碎石樁施工質(zhì)量檢驗等問題進行論述。

1 夯擴擠密碎石樁加固軟土路基作用機理

夯擴擠密碎石樁利用重錘沖擊成孔，在成樁過程中會對樁體周圍土顆粒產(chǎn)生擠、振、壓的作用力，將地基中等于樁體本身的土體向樁周圍的土層擠壓，使樁端及樁身周圍土體得到第一次擠密，使得樁體周圍的土顆?？紫侗葴p小密度增加;當成孔至設計標高后，在孔中分層填入碎石，再提升重錘到一定高度，自由下落，夯擊碎石到樁周的軟土基礎中，使樁端及周圍的土體得到第二次擠密，同時地基中的水滲透到碎石樁體中，這樣使加固后的地基固結(jié)沉降減少，防止砂土或軟土在地震等其他動荷載作用下發(fā)生液化。另外，夯擴擠密碎石樁密實度較高，增大了加固后的復合地基承載力并提高了地基的抗剪強度。

2 夯擴擠密碎石樁的設計

2.1 樁長設計

夯擴擠密碎石樁樁長一般按照地基的設計要求和地質(zhì)條件確定，主要取決于需要加固土層的厚度，以滿足地基的強度和變形為控制要求。

在可液化土層中，樁長應按抗震要求處理的深度來確定，一般應穿透可液化層;按穩(wěn)定性控制的，樁長不應少于最危險滑動面以下2m;按變形控制的工程，樁長度應滿足使復合地基的沉降量不超過對構(gòu)筑物地基容許沉降量的要求;當軟弱土層厚度小于15m或在該深度以內(nèi)遇有較硬土層時，應將樁端置于較硬土層中。

2.2 樁間距設計

樁間距S可按下式計算

式中：S為樁間距;Ae為單樁加固面積;m為面積置換率。

在設計樁間距時，樁距不宜小于樁徑的2倍，且大于等于1m，也不得大于樁徑的4倍;樁中心至基礎邊緣的距離宜等于樁徑，并不得小于0.5倍樁徑。

2.3 材料選用及投石量計算

填料宜用粒徑20～50mm的未風化的干凈礫石或軋制碎石，含泥量不大于10%。

每米樁長投石量q的計算為

式中：q為每米樁長投石量，m3/m;d為樁直徑，m;k為擠密系數(shù)，一般取值為1.2 ～1.3。

3 夯擴擠密碎石樁的一般施工工藝流程

3.1 試樁

為了確保夯擴擠密碎石樁大面積施工質(zhì)量，調(diào)整各種機械參數(shù)，每臺樁機開工之前都要進行試樁，通過試樁可以對土質(zhì)、施工工藝、施工隊伍素質(zhì)進行驗證。并對成樁時間、壓入碎石量、振動錘電機的電流、成樁深度等進行驗證，每臺樁機試樁數(shù)一般為9～16根。

3.2 施工方法

(1)夯擴擠密碎石樁施工順序從四周開始向中心進行，相鄰兩根樁必須跳躍間打。

(2)清理平整場地，樁機就位，校正樁管垂直度應小于1.5%;校正樁管長度及投料口位置，符合設計樁長;設置二次投料口，并在樁位處鋪設少量碎石。

(3)用振動成樁機將樁管邊振動邊沉入土層直至設計深度。樁管每下沉0.5m，留振30s直至穿透液化層并達到設計深度。

(4)稍提升樁管使樁尖打開，停止振動，用標定的小推車人工推料向樁管內(nèi)灌入石子，直至灌滿為止。

(5)啟動拔管，拔管前留振1min，以后邊振動邊拔管，拔管速度應保持均勻每拔1m留振1min。

(6)根據(jù)單樁設計碎石用量確定第一次投料的長度，進行數(shù)次反插直至管內(nèi)碎石全部投出。

(7)提升樁管，采用空中二次投料口加料，直至灌滿樁管，通過數(shù)次反插，至管內(nèi)碎石全部投出，反插深度小于樁管長度一半。

(8)提升樁管高于地面，停止振動進行孔口投料直至地表，啟動反插并及時進行孔口補料至設計碎石用量投完為止，孔口加壓至前機架抬起，移架至另一樁位。

3.3 施工技術操作要點

(1)樁管提升和反插速度必須均勻，反插深度由淺到深，每根樁在保證樁長和碎石灌入量的前提下，總反插次數(shù)一般Ф377樁管不少于12次，Ф426樁管不少于9次。

(2)施工過程中應及時挖除管帶出的泥土，防止孔口泥土掉入孔中形成斷樁。

(3)施工過程中如發(fā)現(xiàn)土層有較大變化，投料量或沉管速度異常應立即停工，并報告駐地監(jiān)理。若遇到孤石或局部硬土層致使沉管困難或無法沉管時，要量出沉管深度移至旁邊再打，量出沉管深度，如此反復確定土中局部硬土層的范圍。如范圍較小，則在原樁位灌注碎石，碎石量仍按設計碎石用量，必要時在周邊補樁以加固土基;范圍較大時，應報設計單位進行設計變更。

(4)施工中應及時進行沉降觀測和穩(wěn)定性觀測，并及時整理。施工結(jié)束后，應及時整平場地測量標高，整理好施工記錄并及時歸檔，檢測前最好用振動壓路機進行振壓數(shù)遍，以增強處理效果。

4 夯擴擠密碎石樁施工質(zhì)量控制

(1)控制加料振密過程中的密實電流及留振時間。在制樁時不能把振動器剛接觸填料的瞬間電流值作為密實電流，只有振動器在固定深度上振動一定時間留振時間而電流穩(wěn)定在某一數(shù)值時，這一穩(wěn)定電流才能代表填料的密實程度，要求穩(wěn)定電流值超過密實電流值，該段樁體制作才算完成。為了保證樁體質(zhì)量，施工時上下連續(xù)，在單位深度范圍內(nèi)，碎石填充總量應符合設計規(guī)范要求，密實電流控制在50A上，留振時間為10～20s。

(2)所用碎石填料含泥量不大于5%，強度堅硬，無風化，其最大粒徑不大于50mm。

(3)樁位允許偏差。成孔中心于設計孔位中心偏差不大100mm，樁體直徑偏差小于50mm，孔深為±200mm。

(4)不得有短樁或漏樁。

5 地基處理效果檢驗

為了檢驗加固效果，應經(jīng)具有資質(zhì)部門對工程采用靜載試驗進行檢側(cè)，其檢側(cè)樁號根據(jù)施工情況及《建筑基樁檢測技術規(guī)范》(JGJ106-2003)有關技術要求選定。試驗按照國家標準GB5007-2002《建筑地基基礎設計規(guī)范》中有關試驗要點進行，各試驗點的極限承載力均應滿足設計要求。根據(jù)《建筑地基技術規(guī)范》JGJ79-2002附錄中條規(guī)定，確定工程復合地基承載力特征值大于設計要求。

6 總結(jié)

實踐證明夯擴擠密碎石樁是加固處理軟弱地基土的一種行之有效的方法，文中在介紹夯擴擠密碎石樁處理軟土地基機理的基礎上，進一步論述了夯擴擠密碎石樁設計步驟及施工工藝要點，另外結(jié)合工程經(jīng)驗論述了夯擴擠密碎石樁施工控制以及選用夯擴擠密碎石樁應注意的問題，最后分析了夯擴擠密碎石樁施工質(zhì)量檢驗。隨著實踐認識的不斷深入發(fā)展，對于軟土路基處理的方法將越來越豐富，對夯擴擠密碎石樁處理軟土路基的效果將會逐漸提高。

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