摘 要：振動(dòng)沉管碎石樁加固機(jī)場(chǎng)復(fù)合軟土地基處理，從而提高復(fù)合軟土地基的的承載力，為機(jī)場(chǎng)安全穩(wěn)定使用提供保障。

關(guān)鍵詞：振動(dòng)沉管；碎石樁；軟基處理

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0197-02

引 言

在機(jī)場(chǎng)的跑道實(shí)施過(guò)程中，有很多的因素可以影響其中安全和穩(wěn)定的運(yùn)行和實(shí)施，其中最重要最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)就是軟土地基的施工和建設(shè)，因?yàn)檐浲恋鼗母吆院头€(wěn)定性較差的緣故，導(dǎo)致在實(shí)際的施工過(guò)程中很難對(duì)其的安全準(zhǔn)確進(jìn)行合理把握，在實(shí)際的施工過(guò)程中，一旦出現(xiàn)相關(guān)的問(wèn)題，極可能就會(huì)造成地基沉降事故現(xiàn)象發(fā)生。為了保障可以建造高質(zhì)量的機(jī)場(chǎng)跑道，對(duì)軟土地基施工技術(shù)的探究還是非常必要的。軟土地基處理其中一種方法為碎石樁處理。碎石樁施工方法有振沖法和振動(dòng)沉管法，振沖碎石樁施工時(shí)用水量大，產(chǎn)生大量泥漿，容易污染施工現(xiàn)場(chǎng)。而振動(dòng)沉管碎石樁處理軟土效果良好，具有施工速度快、工期短、無(wú)污染等特點(diǎn)。因而在本機(jī)場(chǎng)軟基處理中，振動(dòng)沉管被廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

西南地區(qū)某機(jī)場(chǎng)位于成都市東南方向，龍泉山脈以東。場(chǎng)地內(nèi)以淺丘寬谷地貌為主，地勢(shì)總體是東高西低、南高北低，場(chǎng)地高程大部分在420～470m之間，相對(duì)高差在50m以內(nèi)，地形起伏不大，丘坡圓緩，緩坡地帶多為旱地及荒坡，自然坡度10～30°，植被茂密。本場(chǎng)區(qū)內(nèi)主要地基處理包括：①軟弱土厚度<2m時(shí)進(jìn)行挖換填處理；②軟弱土厚度2～5m時(shí)進(jìn)行強(qiáng)夯置換處理；③軟弱土厚度>5m時(shí)進(jìn)行碎石樁+塑料排水板處理；④飛行區(qū)道面影響區(qū)軟弱土厚度>5m且填方區(qū)厚度≦5m時(shí)進(jìn)行CFG樁處理；⑤飛行區(qū)土面區(qū)軟弱土厚度≧5m時(shí)進(jìn)行插板處理；⑥對(duì)于沒有進(jìn)行地基處理的填方區(qū)軟弱土采用不插板預(yù)壓處理。本文結(jié)合西南地區(qū)某機(jī)場(chǎng)地基處理工程，對(duì)碎石樁施工進(jìn)行闡述，研究碎石樁在機(jī)場(chǎng)軟基處理中的應(yīng)用。

2 主要作用及優(yōu)點(diǎn)

2.1 擠密作用

在成樁過(guò)程中樁管對(duì)周圍土層產(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(shí)度增大。

2.2 排水降壓作用

碎石樁加固時(shí)，樁孔內(nèi)充填碎石（卵石、礫石）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，防止土體產(chǎn)生液化，并可加快地基的排水固結(jié)。

2.3 承載樁作用

樁體自身的承載能力和樁體在荷載作用下樁間土產(chǎn)生的圍壓對(duì)其承載能力提高產(chǎn)生極大影響。

3 地基處理方案

如何在實(shí)際的施工和建設(shè)中確定地基處理的方案，如何讓選擇的方案最佳化，讓選擇的方案更能滿足可靠性和經(jīng)濟(jì)性的要求是施工中設(shè)計(jì)和規(guī)劃的首要問(wèn)題和任務(wù)，也是工程在預(yù)測(cè)和評(píng)估中的正確參考標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 地基處理方案設(shè)計(jì)

飛行區(qū)道面影響區(qū)、航站樓和工作區(qū)道路軟弱土厚度>5m且填方厚度>5m時(shí)進(jìn)行碎石樁處理。跑道、快滑范圍采1.5m樁間距，其他區(qū)域采1.8m樁間距，梅花形布樁。

碎石樁直徑600mm；樁體碎石飽和單軸抗壓強(qiáng)度f(wàn)r≥30MPa，軟化系數(shù)KR≥0.75；粒徑≤5cm，不均勻系數(shù)Cu≥5，曲率系數(shù)Cc=1～3，含泥量<3%。碎石樁要穿透底層軟、可塑土層，樁體碎石充盈系數(shù)不小于1.2。

3.2 碎石樁加固原理

碎石樁的加固機(jī)理一般可分為擠密和置換兩種作用。對(duì)于飽和黏性土，碎石樁的作用則是置換和排水；對(duì)于砂性土，主要作用是擠密；對(duì)于非飽和黏性土，則同時(shí)兼有擠密和置換兩種作用；對(duì)于砂土、粉土及非飽和粘性土，碎石樁起到了擠密、排水、預(yù)振作用。碎石樁用于地基處理，其本身是由散體材料組成，材料本身沒有粘性強(qiáng)度，樁體的強(qiáng)度主要是靠周圍土體的約束和樁身材料的摩擦維持，在承受上部荷載時(shí)，樁體主要受集中在樁頂附近4倍左右的樁徑范圍內(nèi)。同時(shí)碎石樁由于設(shè)置了反濾性和滲透性都較好的碎石褥墊層，使得土體固結(jié)排水路徑大大縮短，固結(jié)速度大大提高，土體的強(qiáng)度對(duì)整體的原始能力也得到提高，從而使復(fù)合地基的承載力得到了提高。

3.3 施工工藝流程

碎石樁施工工藝流程如圖1所示。

3.4 場(chǎng)地平整

施工前，人工配合挖掘機(jī)對(duì)場(chǎng)區(qū)內(nèi)的雜物（樹木、雜草等）進(jìn)行清理，然后根據(jù)地形圖及“寧填勿挖”的原則進(jìn)行整平。

3.5 測(cè)量放樣及布樁

根據(jù)設(shè)計(jì)圖測(cè)放出碎石樁處理區(qū)域邊線，并用白石灰做標(biāo)記。然后根據(jù)設(shè)計(jì)出的樁點(diǎn)位（如圖2和圖3），采用GPS測(cè)量?jī)x對(duì)樁點(diǎn)進(jìn)行測(cè)放，并在樁點(diǎn)上標(biāo)明樁點(diǎn)編號(hào)。

3.6 碎石樁施工

碎石樁成樁工藝為振動(dòng)沉管法。

3.6.1 碎石樁施工順序

碎石樁施工順序須遵循在砂質(zhì)土地基中：由外緣或兩側(cè)向中間進(jìn)行，且隔行施打，相鄰兩根樁必須采用跳躍間打；在淤泥質(zhì)粘土地基中：宜從中間向外圍逐行或隔行施打。

3.6.2 施工方法

（1）樁機(jī)就位：樁機(jī)就位，合攏合瓣樁尖，使樁尖對(duì)準(zhǔn)樁位標(biāo)記，將管樁向下垂直。

（2）振動(dòng)沉管：利用錘重及沉管自重徐徐靜壓1～2m后，啟動(dòng)振動(dòng)錘振動(dòng)下沉，每下沉0.5m留振30s。樁管在下沉過(guò)程中，須不定時(shí)地調(diào)整樁機(jī)搭架，使沉管與地面垂直度控制在≤1%范圍內(nèi)。

（3）停止振動(dòng)、灌入碎石：樁身達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)時(shí)，停止振動(dòng)，立即將碎石由加料口注入樁管內(nèi)，灌入量按樁身設(shè)計(jì)量×充盈系數(shù)（充盈系數(shù)為1.2）計(jì)算。填料時(shí)須分批加入，不宜一次加料過(guò)多，并做好現(xiàn)場(chǎng)施工記錄，嚴(yán)格控制每根樁的碎石充填量，避免先期大后期小的不良現(xiàn)象，以增加樁的均勻性。

（4）拔管、振動(dòng)、加料：管內(nèi)灌入碎石高度需大于1/3管長(zhǎng)，方可開始拔管，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)碎石灌入量，以防超灌或少灌。拔管前先振動(dòng)1min，以后邊振動(dòng)邊拔管。每提升1m，樁管應(yīng)反插50cm，然后留振30s，如此反復(fù)直至全管拔出，拔管速度為0.8～1m/min（平均速度）。

3.6.3 施工質(zhì)量控制要求

（1）碎石樁施工過(guò)程，要注意防止破壞標(biāo)識(shí)引起樁位不準(zhǔn)，并隨時(shí)復(fù)核，對(duì)因擠土作用引起的樁位偏差，及時(shí)調(diào)整。

（2）樁管在下沉過(guò)程中，須控制好樁身垂直度，確保在允許偏差范圍內(nèi)。

（3）振動(dòng)拔管過(guò)程，須控制好拔管速度、反插深度及次數(shù)。

（4）碎石灌入量須符合設(shè)計(jì)要求。

3.7 試驗(yàn)檢測(cè)及分析

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本工程碎石樁處理檢驗(yàn)為樁身重型動(dòng)力觸探檢驗(yàn)。評(píng)價(jià)樁體均勻性和檢查樁長(zhǎng)，樁長(zhǎng)應(yīng)穿透軟、塑土層及硬塑夾層，經(jīng)桿長(zhǎng)修正后的動(dòng)力觸探檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合以下要求：最小值不小于3擊，平均值不小于6擊，加固面（不含墊層）以下1～6m范圍平均值（超過(guò)10擊時(shí)應(yīng)予以剔除）不小于5擊。

結(jié)論：修正后最小值為3擊，平均值為10.5擊，加固面（不含墊層）以下1～6m范圍平均值（超過(guò)10擊時(shí)應(yīng)予以剔除）為7.3擊，滿足設(shè)計(jì)要求。

通過(guò)后期沉降觀測(cè)記錄，碎石樁處理完成后6個(gè)月處于沉降期，6個(gè)月后處于沉降收斂期，碎石樁屬于排水固結(jié)類樁，地下水通過(guò)樁身及褥墊層進(jìn)行排水從而提高土體強(qiáng)度。

4 結(jié) 語(yǔ)

振動(dòng)沉管碎石樁復(fù)合地基工作是通過(guò)碎石墊層、碎石樁體、樁間土的協(xié)調(diào)工作來(lái)完成的。碎石墊層作為表土排水措施，加速表土的“殼”化。碎石樁體形成排水通道及樁體承載。劑密效應(yīng)使得樁間土承載能力大大提高。碎石樁施工工藝突出表現(xiàn)為投入設(shè)備簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)施工文明、進(jìn)度快、施工質(zhì)量易控制的優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)場(chǎng)復(fù)合軟土地基處理方面具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-7-23

作者簡(jiǎn)介：王玉成（1988-），男，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事市政公用工程工作。