【摘 要】碎石樁是以碎石（卵石）為主要材料制成的復(fù)合地基加固樁。碎石樁和砂樁等統(tǒng)稱為散體樁或租顆粒土樁。所謂散體樁是指無粘結(jié)強(qiáng)度的樁，由碎石柱或砂樁等散體樁和樁間土組成的復(fù)合地基亦可稱為散體樁復(fù)合地基。目前在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的碎石樁、砂樁、渣土樁等復(fù)合地基都是散體樁復(fù)合地基。

【關(guān)鍵詞】道路施工；干振碎石樁；軟土地基；施工工藝

1 干振碎石樁的定義和原理及加固作用

1.1 干振碎石樁的定義和原理

干振碎石樁就是用打樁機(jī)的成孔管將地基打孔（成孔管內(nèi)灌碎石）隨著成孔夠深度將碎石灌入孔內(nèi)，然后擠壓，形成的樁叫碎石樁。用干振法加固地基主要是通過在地基中形成密實樁體和擠密作用，原地基構(gòu)成復(fù)合地基，而達(dá)到提高地基承載力減少沉降和不均勻沉降的作用。特點(diǎn)是技術(shù)可靠、機(jī)具設(shè)備簡單、操作技術(shù)易于掌握，節(jié)省三材、加快施工速度節(jié)約投資。碎石樁具有良好的透水性，可加速地基固結(jié)，使地基承載力提高1.2～1.3倍。

1.2 干振碎石樁的加固作用

加固法包括擠密、置換和排水三種作用。應(yīng)都?xì)w為物理作用一類。在成孔過程中土體在激振力作用下產(chǎn)生徑向位移，使樁周土出現(xiàn)一個密度較大但已擾動的區(qū)域，在碎石填入后，形成從碎石撞中心向樁邊緣，碎石由純凈至土石混雜的樁體，在豎向力作用下，樁邊緣土石對樁起著一定的約束作用，被擠密的樁體強(qiáng)度和壓縮模量比樁周土大的多，承受著較大的壓力，即應(yīng)力集中現(xiàn)象。被密布于地基土中的窀感所置換的土體除少量隆起于地面外，主要使樁間土被擠密了，這從對樁間土進(jìn)行原位測試，其強(qiáng)度比天然地基強(qiáng)度提高，可以得到證明。干振碎石樁還有一個應(yīng)予重視的作用，即它的排水固結(jié)作用，碎石的滲透系數(shù)比黏土約大4～6個數(shù)量級，碎石樁形成豎直排水通道對超靜水壓力的消散作用比砂井好。

2 干振碎石樁的基本要求

2.1 碎石樁材料和機(jī)械設(shè)備的要求

碎石樁是由巖石或礫石軋制而成，表面潔凈、干燥有足夠的強(qiáng)度和耐磨耗性，顆粒形狀具有棱角，無軟質(zhì)和其他雜質(zhì)。施工中采用天然級配為20～50mm的碎石，含泥量小于5%，并不得含有大于3cm的顆粒。

干振碎石樁需采用走管式或履帶式振動成樁機(jī)，內(nèi)置平底活頁式樁尖，樁管d426mm，樁管長度為設(shè)計樁長加3m，設(shè)有二次投料口，錘重大于35kN作電流80A振力大于280Kn，配發(fā)電機(jī)功率大于120kW。

2.2 試樁要求

2.2.1 在施工前，將現(xiàn)場的實際情況，選擇具有代表性路段范圍外成樁工藝和成樁擠密試驗。

2.2.2 試樁的成樁擠密和成樁工藝試驗，為了調(diào)查各種機(jī)械參數(shù)，大面積施工提供各種數(shù)據(jù)，保證工程質(zhì)量。

2.2.3 試驗項目包括成樁時間、深度、壓入碎石量、提升高度和速度、擠壓次數(shù)和時間、電機(jī)的工作電流等，確定樁體在密實狀態(tài)下的各項指標(biāo)，作為設(shè)置碎石樁的控制指標(biāo)。

2.2.4 試樁數(shù)為5～8根，按3m×3m或4m×4m布置對試樁進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗和承載力測試。

2.2.5 樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗；復(fù)合地基載荷試驗；單樁承載力試驗

3 施工放樣

3.1 施工放樣，清理并平整場地，路段要鋪設(shè)碎石墊層，振動成樁機(jī)就位，校正樁管垂直度≤1.5%，校正樁管長度符合設(shè)計樁長。

3.2 用振動成樁機(jī)將樁管邊振動邊沉入土層，每下沉0.5m留振30s，速度控制在1m/min～2m/min直至設(shè)計深度，稍向上提樁管，使樁管下端的活瓣樁尖打開，樁管及樁尖外壁的真空破壞，減少起拔摩阻力。

3.3 停止振動，管內(nèi)裝入碎石，直至灌滿為止。起振拔管，為了使樁管內(nèi)碎石密實，在拔管前先留振1min，邊振動邊勻速拔管，拔管速度控制為0.8m/min～1/min，可以擠出拔管下端的碎石更加密實，每提升1m留振1min。

3.4 根據(jù)單樁設(shè)計碎石用量確定第一次投料的成樁長度（約為樁管長度一半），講多次反插直至樁管內(nèi)碎石全部投出。

3.5 再次投料，灌滿，啟動拔管，進(jìn)行多次反插，管內(nèi)碎石全部投出，反插深度應(yīng)小于樁管長度，每提升1m反插0.5m。

3.6 提升樁管高于地面停止振動，進(jìn)行孔口投料至地表，啟動反插并及時進(jìn)行孔口補(bǔ)料至該樁碎石料全部投完為止；在孔口加壓，保證孔口石料的密實。

3.7 加料時應(yīng)分批加入，不得一次加料過量，保證樁管標(biāo)定的裝料量，每一深度的樁體未達(dá)到規(guī)定的密實電流時應(yīng)繼續(xù)加料、繼續(xù)振實，振沖器在固定位置的留振時間為10s-20s。

3.8 樁孔內(nèi)的碎石灌入量應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定，結(jié)算時可按設(shè)計樁孔體積乘以充盈系數(shù)β確定。

3.9 提升和反插速度必須均勻，由深到淺，每根樁反插次數(shù)視情況而定，每次3～5遍，每根樁不得少于12遍。

3.10 試樁（施工）過程中應(yīng)及時挖除樁管帶出的泥土，孔口泥土不需掉入孔內(nèi)。

3.11 施工過程中應(yīng)記錄沉樁深度、制樁時間、每次碎石灌入量、反插次數(shù)、電機(jī)電流值。

3.12 施工碎石樁時，試驗樁的成果嚴(yán)格控制電流，使其大于密實試驗樁的電流。

3.13 擠密碎石樁時，對砂土、粉土和雜填土地表宜從外圍向中間進(jìn)行，對于黏性土地基宜從中間向外圍或隔排施工。

3.14 碎石樁施工完畢后，頂部應(yīng)鋪設(shè)碎石或砂礫墊層。施工過程中，保證碎石料不被周圍土體污染。

3.15 碎石樁樁長應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計長度施工，電機(jī)電流為空載電流2倍或?qū)⑹┕C(jī)架多次頂起時，認(rèn)為已到硬土層或巖層。

4 易出現(xiàn)的質(zhì)量事故及防范處理

4.1 斷樁或縮頸

由于土壤含水量大于臨界含水量，在成樁過程中，強(qiáng)力振動造成土壤液化，在拔管灌注碎石過程中造成縮頸或斷樁，影響工程質(zhì)量。斷樁或縮頸與土壤的含水量有著密切關(guān)系。對于含水量＞40%的地基，不宜使用碎石樁，采用旋噴樁；對于含水量較大但不超過40%的地基，防止出現(xiàn)斷樁、縮頸，在施工過程中，將降低鉆進(jìn)速度和拔管速度，減小激振力，控制碎石投入量，便可避免斷樁、縮頸的發(fā)生。

4.2 承載力不足

4.2.1 對淤泥層深度不了解，未能穿透淤積層，形成軟弱下臥層，導(dǎo)致承載力不足。

4.2.2 反插次數(shù)不足，碎石的充盈不足，沒有反插的部位碎石密實度小，影響承載力。

4.2.3 樁長不夠。選用的機(jī)型較小，激振力小，沒有達(dá)到設(shè)計樁長，誤認(rèn)為已經(jīng)到達(dá)硬上層或巖層。

5 碎石樁的質(zhì)量檢驗和檢驗時間要求

5.1 單樁碎石灌入量應(yīng)≥0.224m3/m。

5.2 檢驗碎石量、沉管振動時間、提升速度和高度、擠密時間、樁位偏差等。

5.3 施工前對樁間土做標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，比較各土層強(qiáng)度的增加情況，判斷土層的承載力。

5.4 樁身密實度檢驗時，應(yīng)采用重Ⅱ型動力觸探法，貫入量10cm捶擊時，次數(shù)不小于7次，每次連續(xù)捶擊貫入量10cm時，連續(xù)捶擊數(shù)大于7次為密實，捶擊數(shù)5—7次為不夠密實，每次連續(xù)擊數(shù)小于5次為松散。

5.5 復(fù)合地基承載力的檢驗。

5.6 單樁承載力的檢驗。

6 碎石樁檢測項目

檢查項目表1

碎石樁施工允許偏差

項次項目單位允許偏差檢查方法和頻率

1.樁距cm±15抽查2%

2.樁徑mm不小于設(shè)計抽查2%

3.樁長cm不小于設(shè)計查施工紀(jì)錄

4.豎直度%1.5查施工紀(jì)錄

5.填碎石量m ³ 不小于設(shè)計查施工紀(jì)錄

參考文獻(xiàn)

[1]《高速公路軟土地基處理技術(shù)》張流俊、王福勝、劉建都編著人民交通出版社

[2]《軟地基處理》吳邦穎張師德陳緒祿等編著中國鐵道出版社

[3]《公路地基處理設(shè)計施工實用技術(shù)》張留俊王福勝李剛編著人民交通出版社

[4]《公路地基處理》殷永高屠筱北編著人民出版社

[5]《地基基礎(chǔ)設(shè)計與計算》朱浮聲主編王鳳池李純王述紅副主編人民交通