河南省水利第二工程局 鄭 欣

擠密砂石樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制

河南省水利第二工程局 鄭 欣

碎石樁是指用振動(dòng)、沖擊和水沖等方式在軟弱地基中成孔后，將碎石擠壓入土孔中，形成由碎石所構(gòu)成的密實(shí)樁體，在《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ017-96）中稱之為粒料樁。干振碎石樁是一種采用預(yù)沉導(dǎo)管、重錘振動(dòng)壓入工藝施工的碎石樁，它克服了振沖法在施工中耗水量大和泥漿污染的嚴(yán)重缺陷。干振碎石抗處理液化地基的原理主要是振密和擠密作用和排水減壓作用。振動(dòng)擠密碎石樁在成樁過程中樁管對(duì)周圍粉砂層產(chǎn)生很大的橫向擠壓力，使樁周圍的土粒重新排列密實(shí)，孔隙比減小，密實(shí)度增大。樁孔內(nèi)填充碎石，在地基中形成滲透性能良好的人工豎向排水通道，使樁間土產(chǎn)生的水迅速地由碎石樁體排出，土中孔隙水壓力亦隨之減小，難以聚集提高，從而消除或減小液化的可能性。本施工標(biāo)段采用碎石樁施工處理沙土液化。

一、施工前準(zhǔn)備工作

1.根據(jù)實(shí)際編制實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)(施工技術(shù)方案、質(zhì)量計(jì)劃)，編制中力求考慮周到，措施得力，便于操作，并上報(bào)監(jiān)理工程師批復(fù)。

2.拆除障礙物，平整場(chǎng)地，然后進(jìn)行擠密碎石樁施工。

3.根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求，布設(shè)樁位、樁間距及安排樁的分布形式。若有建筑物基礎(chǔ)，施工前必須完成碎石樁。本標(biāo)段砂樁樁徑Ф60cm，樁距1.8m，樁位在平面上呈正三角形。這些在布樁圖上均應(yīng)標(biāo)明。

4.機(jī)械設(shè)備及材料的選擇。根據(jù)地段的地基、砂樁樁徑及樁長情況，選擇合適的機(jī)械設(shè)備。本標(biāo)段選用DZ90KSA振動(dòng)沉樁機(jī)，樁頭根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同地質(zhì)采用內(nèi)置平底活頁式樁頭及外置活瓣樁頭，并設(shè)有二次投料口。原材料采用10~40mm碎石，含泥量小于5%。

二、現(xiàn)場(chǎng)工藝性試驗(yàn)樁

1.實(shí)際施工之前，進(jìn)行了樁試驗(yàn)，以便根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際確定各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，如成樁時(shí)間、充盈系數(shù)、工藝確定等，確保大面積施工質(zhì)量。

2.針對(duì)性選擇試樁位置，既要考慮軟土厚度，又要顧及地質(zhì)特點(diǎn)，關(guān)鍵是必須選擇有代表性的位置，每處不少于36根。

3.試樁時(shí)施工方、監(jiān)理方均應(yīng)派員在場(chǎng)，做好詳盡的現(xiàn)場(chǎng)記錄。成樁7d后進(jìn)行樁間土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、試樁完成后必須提交試樁報(bào)告，重點(diǎn)闡述樁身密實(shí)度、樁長、消除液化效果，總結(jié)評(píng)價(jià)施工工藝、施工質(zhì)量。

三、施工工序

擠密砂樁施工工藝應(yīng)按以下程序進(jìn)行：整平原地面→機(jī)具定位→樁管沉入→加料壓密→拔管→機(jī)具移位。

1.對(duì)樁位進(jìn)行編號(hào)，以成樁先后為序，注明于布樁圖上，然后在場(chǎng)地上放線，用木樁定位，按序號(hào)施工，避免張冠李戴。

2.導(dǎo)管必須高出設(shè)計(jì)樁長3～5m，樁頭內(nèi)活瓣平底或活瓣尖頭

3.樁架就位后，應(yīng)該調(diào)整導(dǎo)桿的豎直度，提升樁管，將樁頭活頁閉合。

4.加壓并開動(dòng)振動(dòng)錘，將鋼管沉入至設(shè)計(jì)要求深度。

5.應(yīng)按樁孔體積和計(jì)算、實(shí)際灌料量，然后按1.2~1.4充盈系數(shù)估算用料量，多次投料。

6.邊振邊均勻緩慢拔出樁管，直至樁管全部拔出。一般情況下，拔管1m反插30cm，每次反插留振不小于20s。

7.在孔口部位進(jìn)行反插。

8.移動(dòng)機(jī)具，至下一樁施工。

9.施工完畢后，整平場(chǎng)地，測(cè)量標(biāo)高，整理施工記錄。

四、質(zhì)量控制

擠密碎石樁施工不當(dāng)或技術(shù)要領(lǐng)把握不住，極易留下質(zhì)量隱患，嚴(yán)重影響處理效果。

1.若碎石樁填料量不足，就會(huì)引起成樁樁身密實(shí)度不足，出現(xiàn)疏松現(xiàn)象。因此在現(xiàn)場(chǎng)施工中要嚴(yán)格控制投料量。

2.沉樁時(shí)沉管豎直度不夠，或受鄰樁振沖影響，容易引起已成樁傾斜。因此成樁時(shí)要經(jīng)常校正沉管豎直度，但校正沉管只能在沉管沉入地下3m以前進(jìn)行垂直度校正和調(diào)整，沉管沉入地下3m后不能進(jìn)行調(diào)整，鄰樁應(yīng)間隔跳躍施工，避免相互間振動(dòng)影響。

3.樁底空松或樁底端料少料、硬質(zhì)土層會(huì)造成樁長不夠。在這些施工地段拔管前必須灌滿碎石料，并留振1min。

4.地下水位高造成土層揚(yáng)壓力過大，會(huì)引起樁頭活瓣打開困難，會(huì)造成樁體縮徑、樁長不足，在地下水位較高部位施工應(yīng)增加反差深度和次數(shù)以確保樁徑及樁長。

5.斷樁是施工中常見質(zhì)量問題，造成的原因有投料不足、反插深度有誤、塌孔、卡管活頁打不開等。要嚴(yán)格按工藝性試樁提供的技術(shù)參數(shù)及成樁步驟控制拔管高度和拔管進(jìn)度，否則易斷樁，不能保證樁身的連續(xù)性。

6.卡管為成樁中常見現(xiàn)象，要整修活瓣，使活瓣開啟靈活。

7.本標(biāo)段擠密碎石樁基礎(chǔ)處理，目的是處理渠道地質(zhì)液化問題。在渠道邊坡有碎石樁，在施工中由于碎石樁無法在邊坡施工，只能在平地施工，所以碎石樁設(shè)計(jì)樁頂位置位于施工地面線以下部位，造成空樁。為保證在施工中有效成樁質(zhì)量，在施工中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況做出如下控制空樁措施。

（1）在施工前根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)推算出成孔長度，聯(lián)合監(jiān)理對(duì)樁機(jī)沉管上進(jìn)行標(biāo)注。

（2）根據(jù)有效樁長估算投料量。

（3）在樁機(jī)立柱上進(jìn)行標(biāo)注高度，根據(jù)實(shí)際情況以地面以上2m位置進(jìn)行第一個(gè)標(biāo)尺，然后向上每0.5m用反光漆標(biāo)注。

（4）施工加壓并開動(dòng)振動(dòng)錘，將鋼管沉入至設(shè)計(jì)要求深度，然后按施工要求進(jìn)行投料，留振后提管反插，待碎石投放完畢后，最后增加反插一次，根據(jù)空樁長度推算出沉管反插深度，利用沉管上的成孔深度標(biāo)記對(duì)應(yīng)立柱上標(biāo)高來控制沉管反插深度。沉管反插到實(shí)際樁頭位置，因?yàn)橄蛳伦枇υ龃?，電機(jī)功率增加，在樁機(jī)控制柜電流表上顯示電流強(qiáng)度增加，此時(shí)觀察沉管標(biāo)記于立柱對(duì)應(yīng)標(biāo)高，來確定碎石樁樁頭是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，如遇到地下水位高、地層較軟，反插時(shí)電流值變化不大的樁位，在施工現(xiàn)場(chǎng)用9m長直徑16mm鋼筋插入孔位內(nèi)，以此來測(cè)量空樁長度。

五、擠密碎石樁質(zhì)量檢測(cè)

考慮到群樁的相互擠密作用，擠密碎石樁的檢驗(yàn)工作放在施工的后期進(jìn)行。 對(duì)樁間土采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，在施工結(jié)束7d后即可進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)以樁數(shù)的2%控制；孔位隨機(jī)布置，特殊地段適當(dāng)加密；標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)結(jié)果消除液化。