唐國(guó)富

(黑龍江暢捷橋梁隧道工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

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公路軟基處理中的碎石擠密樁法

唐國(guó)富

(黑龍江暢捷橋梁隧道工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

震動(dòng)沉管擠密碎石擠密樁簡(jiǎn)稱碎石擠密樁。這種方法在過去一直以來都是可以有效解決軟弱粘土地基承載力的關(guān)鍵方法，同時(shí)也是擠密沙樁、沙井等方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種地基處理方法。著重對(duì)其加固原理及設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量檢驗(yàn)等進(jìn)行論述。

公路軟基處理；碎石擠密樁法

1 設(shè)計(jì)要求

1.1 加固范圍和布樁形式的確定

碎石擠密樁地基負(fù)荷程度以及寬度，都必須要超越設(shè)計(jì)水平的寬度，將寬度控制在1.2倍左右。通常情況下，基礎(chǔ)的外緣可以放置2排樁，針對(duì)當(dāng)前地基基礎(chǔ)的液化要求，不同的外緣需要放置的寬度要控制在深度水平的一半作用，整體規(guī)?？刂圃?m的范圍內(nèi)。在可液化層當(dāng)中覆蓋一些3m以上的非液化層，基礎(chǔ)外緣位置的每條邊放寬度要控制在液化層厚度一半作用，將整體量控制在3m以上。針對(duì)高等級(jí)的公路來說，也是可以安排2～3排樁的。碎石擠密樁具體的布置形式，可以按照不同工程項(xiàng)目建設(shè)地區(qū)的地基形式來確定，如果處理面積比較大的位置，可以通過三角形布置的方式來提升樁位的可行性，針對(duì)獨(dú)立或者是條形的基礎(chǔ)來說，更加適合用正方形的或者是矩形的三角形對(duì)其加以布置。

1.2 確定樁長(zhǎng)度

(1)如何選擇樁長(zhǎng)，很大程度上會(huì)受到加固土層厚度方面的影響。通常情況下，可以按照建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)條件以及不同地區(qū)地質(zhì)條件來選擇樁的長(zhǎng)度，通過該方式來提升地基強(qiáng)度，并對(duì)地基的變形情況加以控制。在處理比較松散的砂土或者是軟土層的時(shí)候，如果該地區(qū)軟土層或者松軟土的厚度并不大，則可以通過碎石擠密樁的形式來提升土層的穿透能力。如果厚度比較大，或者是因?yàn)樵O(shè)備工程造價(jià)太高導(dǎo)致不能正常穿透，則需要根據(jù)樁的實(shí)際長(zhǎng)度來變化相應(yīng)的數(shù)值。

(2)在處理可液化軟土層時(shí)，樁長(zhǎng)應(yīng)穿透可液化層，或按有關(guān)抗震規(guī)范確定。

(3)樁長(zhǎng)一般不宜小于4m。

1.3 樁徑的確定

碎石擠密樁的直徑應(yīng)根據(jù)地基土質(zhì)情況和成樁設(shè)備等因素確定?？刹捎脴稄椒秶鸀?00～1 100mm，對(duì)飽和粘性土地基宜選用較大的直徑?？蓞⒄障卤磉x定振沖樁樁徑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表1 振沖樁樁徑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

1.4 樁間距的確定

樁距應(yīng)根據(jù)荷載大小、原狀土強(qiáng)度和振沖器的功率綜合考慮，并通過試驗(yàn)確定。荷載或原狀土強(qiáng)度低或振沖器功率小時(shí)，宜取較小的樁距，否則，宜取較大的樁距，但不宜大于碎石擠密樁直徑的4倍，一般為1.8～4.0倍樁直徑，間距為1.5～2.5m較為合適。如僅為加速地基下沉，間距可為4～5m，可通過計(jì)算綜合確定。

2 施工方法

2.1 振動(dòng)成樁法

(1)施工機(jī)械

振動(dòng)成樁法的施工機(jī)械包括由振動(dòng)機(jī)、裝砂料斗、振動(dòng)套管組成的振動(dòng)打樁機(jī)等；通過吊鉤、緩沖器吊起，沿著導(dǎo)桿上、下移動(dòng)；套管的下端裝有底蓋或砂塞；為了使碎石有效地排除或套管易于沉入，還配有高壓空氣的噴氣裝置；其輔導(dǎo)設(shè)備有起重機(jī)、鏟式裝載機(jī)、空壓機(jī)等。

(2)施工工藝

首先，工作人員應(yīng)當(dāng)在地面上線確定套管確切位置，并根據(jù)套管的位置來引導(dǎo)后續(xù)工作。將振動(dòng)機(jī)和套管相互結(jié)合，如果在工作開展的過程中發(fā)現(xiàn)了比較硬且難以攻破的土層，可以通過噴氣或者是向其中射入一些水的形式加以處理。將套管下沉到設(shè)計(jì)的深度上，當(dāng)套管徹底進(jìn)入到泥土中以后，就實(shí)現(xiàn)了套管附近土體擠密，之后工作人員可以向其中插入樁管，并灌注碎石。還可以提升套管的高度，套管高度的提升是可以讓碎石從套管內(nèi)部壓出的一種安全有效的方式。之后將套管沉入到一定的深度下，對(duì)套管進(jìn)行震動(dòng)處理，全面排除掉套管碎石的振密，對(duì)碎石進(jìn)行二次處理，更好的擠密周圍位置。如果經(jīng)過上述方式進(jìn)行處理之后，工作質(zhì)量依然不能滿足工程項(xiàng)目施工需求，工作人員可以將碎石二次灌入到套管當(dāng)中，并提升套管的高度。

2.2 單管法

(1)施工機(jī)械

單管法也是目前比較常見且行之有效的一種蒸汽打樁工作處理模式，可以利用蒸汽打樁或者是柴油大壯等方式，讓下端的鋼筋混凝土以雛形樁的形式留到樁管當(dāng)中。

(2)施工工藝

首先要講樁靴全面閉合，保證樁管可以垂直狀態(tài)下進(jìn)入到工作模式中。要將樁管沉入到起初工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)的深度，并利用料斗等工具，向樁管當(dāng)中灌注一些碎石等，如果需要關(guān)注的碎石總量比較大，也可以分多次進(jìn)行灌注，先灌注半量的碎石，之后等到樁管從土層當(dāng)中提升出一定的長(zhǎng)度以后，再將剩下的碎石灌注到其中。按照相關(guān)規(guī)定的要求來完成工作，以規(guī)定速度為基礎(chǔ)來提升樁管。

2.3 施工注意事項(xiàng)

(1)要做好施工前的準(zhǔn)備工作。

(2)在正式對(duì)其進(jìn)行施工的時(shí)候，工作人員要按照設(shè)計(jì)時(shí)提出的樁長(zhǎng)度以及樁的間距等內(nèi)容，結(jié)合碎石灌入等措施，來提升灌入樁的提升速度以及提升的高度，控制器擠壓次數(shù)以及具體的振留時(shí)間等。通過優(yōu)化電機(jī)工作以及電流項(xiàng)目施工質(zhì)量的方式來提升身施工的連續(xù)性。

3 質(zhì)量控制與檢驗(yàn)

3.1 質(zhì)量控制

在施工振動(dòng)法對(duì)項(xiàng)目施工進(jìn)行施工的時(shí)候，相關(guān)工作人員必須要按照沉管的情況以及相關(guān)機(jī)密情況來控制具體的碎石量，并不斷的提升速度和高度。不論是在擠壓次數(shù)還是在擠壓的時(shí)間等方面，首先要控制擠壓的次數(shù)以及電機(jī)日常工作電流情況，通過這些方式來提升樁身日常施工連續(xù)性。在將工程項(xiàng)目施工所用樁打入到設(shè)計(jì)時(shí)提出的深度之后，可以在樁身當(dāng)中灌入一些碎石等，之后利用振動(dòng)器來進(jìn)行上下垂直方向的錘擊，相關(guān)工作人員也可以慢慢的拔出樁管，始終將整體拔管的速度控制住1m/min左右。減震也是提升項(xiàng)目施工質(zhì)量控制水平的關(guān)鍵因素之一，所以還可以通過加固的方式來提升其減震作用，在經(jīng)過一段時(shí)間的加固處理之后，地震的剪應(yīng)力是樁間土與碎石樁二者共同來承擔(dān)的。因?yàn)樗槭瘶都羟心Ａ恳黠@超過同期載面樁間土的剪切模量要大得多，因而地震力作用時(shí)，所以剪應(yīng)力一般來說都是在樁上集中的，通過樁上集中的形式里減少剪應(yīng)力，進(jìn)而減少地震對(duì)其產(chǎn)生的負(fù)面影響。

對(duì)松散砂土和填土地基，在碎石擠密樁的成樁過程中，由于土層孔隙比減小，因而固結(jié)變形減??；同時(shí)，由于施工時(shí)的擠密作用，也使地基變得較為均勻。

3.2 質(zhì)量檢驗(yàn)

在檢測(cè)的時(shí)候，一般可以通過下述兩種方式，分別為標(biāo)準(zhǔn)管理以及動(dòng)靜力試驗(yàn)等，如果檢測(cè)出來的結(jié)果要大于設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，則可以視其為合格。從當(dāng)前工程項(xiàng)目施工情況來看，樁間土的質(zhì)量檢測(cè)位置一般都是在等邊三角形中心的，針對(duì)大型工程來說，還可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行一些荷載方面的試驗(yàn)。利用各種安全有效的處理方式對(duì)地基處理效果進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，保證基地荷載試驗(yàn)負(fù)荷參與到其中的試驗(yàn)樁數(shù)量始終在3根以上。如果經(jīng)過檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的極差情況沒有超過平均值大概30%，工作人員可以適當(dāng)取平均值來當(dāng)成復(fù)合地基承載力的標(biāo)準(zhǔn)值看待。

2015-12-20

唐國(guó)富，男，高級(jí)工程師，研究方向：橋梁隧道工程。

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