韓守勇
(青海第三路橋建設(shè)有限公司 810008)
淺談公路振動碎石樁施工
韓守勇
(青海第三路橋建設(shè)有限公司810008)
碎石樁是指用振動、沖擊或水沖等方法在軟弱地基中成孔后,再將碎石擠入土中形成大直徑的由碎石所構(gòu)成的密實樁體,通過加固砂性土地基的主要目的,是提高地基土承載力、減少變形和增強抗液化性。
原理;工藝;注意事項
碎石樁加固砂土地基抗液化的機理主要有三個方面:
1.1擠密作用
在成樁過程中樁管對周圍砂層產(chǎn)生很大的橫向擠壓力,樁管體積的碎石擠向樁管周圍的砂層,使樁管周圍的砂層孔隙比減小、密實度增大。
1.2排水降壓作用
碎石樁加固砂土?xí)r,樁孔內(nèi)充填碎石(卵石、礫石)和粗砂等反濾性好的粗顆粒料,在地基中形成滲透性能良好的人工豎向排水降壓通道,可有效地消散和防止超孔隙水壓力的增高,防止砂土產(chǎn)生液化,并可加快地基的排水固結(jié)。
1.3砂基預(yù)震效應(yīng)
碎石樁在成孔及成樁時,振動錘的強烈振動,使填入料和地基土在擠密的同時獲得強烈的預(yù)震,對砂土增強抗液化能力是極為有利的。復(fù)合土層起墊層作用,墊層將荷載擴散使應(yīng)力分布趨于均勻,從而提高地基整體的承載力,減少沉降量。
2.1前期準(zhǔn)備
(1)施工放樣。在碎石樁施工前,根據(jù)路基寬度和設(shè)計參數(shù)繪出布樁圖。依布樁圖放出施工區(qū)域大樣,在每區(qū)域按設(shè)計樁距進行樁位放樣。
(2)清理平整場地,如果施工地面土質(zhì)較差、承載力較低時,應(yīng)鋪設(shè)卵石墊層,以滿足施工機械場地的行走要求。消除高空和地面障礙物
(3)材料要求。所用碎石應(yīng)由未風(fēng)化的干凈礫石或扎制碎石而成,級配采用1-2-3自然級配,含泥量不大于5%,且最大粒徑不大于4cm。
(4)對位。根據(jù)設(shè)計,確定加固機體的位置,樁機井架上必須設(shè)置標(biāo)尺。樁機就位時必須調(diào)平、穩(wěn)定,確保在施工中不發(fā)生傾斜、移位。
(5)試樁試驗。碎石樁施工前,各工點先做2~3根試樁,確定出成孔速度、填料方法、填料量、擠壓次數(shù)和時間、留振時間和電機工作電流等,這樣一方面確定施工時采用的施工參數(shù)和最佳的施工工藝,一方面摸清處理效果、制樁的難易程度及可能出現(xiàn)的問題,最后確定制樁工藝,以指導(dǎo)施工。
2.2工藝流程
碎石樁施工的機械設(shè)備是以振動沉管樁機為核心,其他設(shè)備與樁機的生產(chǎn)能力相匹配,并滿足質(zhì)量控制和檢測的需要。樁的施工順序采用從四周邊開始向中心進行,相鄰兩樁必須跳躍間打。
具體施工為:
(1)樁機就位。根據(jù)樁機走行鋼軌上標(biāo)出的樁位標(biāo)記,移動樁機,使樁機對準(zhǔn)打樁線;啟動卷揚機,按照下橫梁上標(biāo)出的樁位標(biāo)記移動導(dǎo)向架,使樁管對準(zhǔn)打樁點,并將卷揚機離合器剎緊;松動卷揚機離合器,人工合龍活瓣式樁尖,對準(zhǔn)地面上標(biāo)定的樁位。
(2)樁套管就位后,開動振動錘使套管徐徐振入土中。當(dāng)?shù)?節(jié)套管入土離地面0.8~1.0m時,進行接樁。接好樁后,再振樁。如此循環(huán)直至記錄全過程的電流值、速度、時間等,并要求隨時校正樁錘與樁身的中心線重合,以防偏振。振樁過程中,如發(fā)現(xiàn)下沉速度突然減小,此時可能遇上硬土層,應(yīng)停止下沉而將樁略提升0.6~1.0m,重新快速振動下沉,可較易打穿硬土層而順利下沉。沉樁時如發(fā)現(xiàn)有中密以上的細砂、粉砂、重粘砂等硬夾層,其厚度在1m時,可能沉入時間過長或難以穿透,繼續(xù)沉入將易損壞樁頭和樁機,并影響施工質(zhì)量。此時應(yīng)會同有關(guān)部門共同研究,根據(jù)實際情況采取恰當(dāng)?shù)拇胧?/p>
(3)灌碎石。根據(jù)樁深和試樁時確定的充盈系數(shù)(充盈系數(shù)=碎石填料體積/沉管體積,一般在1.3~1.5之間)制作進料斗,按規(guī)定的灌碎石量將碎石裝入樁管內(nèi),如果樁管一次容納不了應(yīng)灌入的全部碎石,剩余的碎石待樁管提升下料振動擠密一段時間后,再補充裝入。
(4)沉入過程中的振動擠密:碎石從樁管投料口處投入樁管內(nèi)時邊振實、邊往上拔樁管,形成密實碎石樁,提升速度控制在5~8cm/min。當(dāng)樁套管提升到規(guī)定高度時,將套管再次下沉,利用振動及樁尖的擠壓作用使碎石密實。每次提升樁管50cm,擠壓時間以樁管難以下沉?xí)r為宜。按上述方法往復(fù)升降壓拔樁管,直至所灌的碎石將地基擠密。
(5)完成該樁灌碎石量,樁管提至地面,進行下一根樁的施工。
(1)提管時,機長與指揮工應(yīng)注意力集中,相互配合,確保反插深度及留振時間準(zhǔn)確無誤,保證成樁直徑及強度符合設(shè)計要求。
(2)應(yīng)保證起重設(shè)備平穩(wěn),導(dǎo)向架與地面垂直,垂直偏角不應(yīng)大于1.5%,成孔中心與設(shè)計樁位偏差不應(yīng)大于50mm,樁徑偏差控制在±20mm以內(nèi),樁長偏差不大于100mm。
(3)啟動拔管,拔管前留振1min,以后邊振動邊拔管,拔管速度需均勻且每拔管1m留振1min。
(4)若地表水豐富或較軟弱,可先鋪一層碎石墊層,有利于排水,同時提高地基強度,便于機械和施工人員行走;制樁時嚴(yán)禁周邊土方開挖,以防止樁身位移。
(5)施工時要注意料的控制,要注意加料不得過猛,原則上要勤加料,但每批不宜加得太多,每振密段也不宜太長(≤50cm)。
根據(jù)段落、樁號、樁機性能及施工的難易程度對每一臺樁機完成一顆樁全過程的施工時間進行一次標(biāo)定,主要控制樁的成樁質(zhì)量,確保擠密效果及樁身的完整性和連續(xù)性。
U416.1
A
1673-0038(2015)17-0216-02
2015-4-8