振动沉管碎石桩施工

摘 要：本文主要介绍路基工程软基处理采用振动沉管碎石桩,施工过程和质量控制措施及适用范围.

关 键 词：振动沉管碎石桩；施工技术；质量控制

中图分类号：U415文献标识码：A

一、引言

随着我国公路工程建设飞速发展,振动沉管碎石桩,在软基处理中得到广泛应用.本文着重从工程实践的角度,对振动沉管碎石桩的主要问题进行探讨.

二、振动沉管碎石桩的施工

(一)适用范围

地基表层为厚层软塑状的粘性土、素填土、杂填土等,采用重型碾压、换填等处理措施不能满足工程需要的地段.

(二)作业准备

1场地准备.清除施工范围内地表的浮土,清理并平整场地.施工现场要做到三通一平即水通、电通、料通和场地平整,满足机械设备进场要求.

2材料准备.桩体材料可为碎石,碎石桩所用的碎石进场应按批进行检验,碎石粒径为20～50mm,含泥量≤5%,最大粒径不大于50mm.

3人员配备.每台碎石桩机配备人员：现场指挥1名、机长1名,装载机司机1名,上料工人2名,施工记录员1名.

4机械设备.碎石桩机（振动法或捶击法）,小型装载机（0.2m）.桩尖采用能有效挤压孔内石料的活瓣式结构.主要检测设备：圆锥动力触探仪（N63.5）,静荷载试验设备,密度、含水量试验等试验仪器.

5工艺性试验.大面积施工开始前,应选择代表性段落作试桩试验（不小于2根）,以确定工艺参数.振动法施工应严格控制拔管高度、拔管速度、压管次数和时间、填碎石量、电机的工作电流等.捶击法施工应严格控制拔管高度、分段填碎石量、贯入度等,以保证桩体的连续、均匀、密实.

(三)技术要求

1碎石桩桩径一般为0.5m,桩基中心间距根据计算确定,一般为1.0-1.2m,桩位布置方式为梅花形布置.处理范围为路堤坡脚线外3m.

2成桩施工可采用振动或捶击法,振动成桩法宜采用重复拔管法,捶击成桩法宜采用双管法.

3碎石桩桩长可根据工程要求和工程地质条件确定,一般为5-15m.当软塑土层厚度不大时碎石桩桩长应穿透软塑土层；当软塑土层厚度较大时碎石桩桩长应通过计算确定.

4桩体材料可为碎石、卵石等硬质材料,含泥量不得大于5%,最大粒径不宜大于50mm.单桩承载力及复合地基承载力依据地质条件以各工点设计计算而定.

5孔内填料量应通过现场试桩试验确定,施工中地面有下沉或隆起现象时,填料数应根据现场具体情况予以增减.

6桩施工完后,桩顶设0.5m厚砂石垫层.

(四)施工方案及操作要点（振动法）

1桩的定位.测量并定出主要桩孔位置以便准确施工.首先测定场地标高,并放出控制边桩,每排桩用钢尺或测绳量,不能分段测量,每打一排桩要醒目标注桩位.最后按桩位设计图在现场用小木桩或撒石灰标出桩位,机械就位时桩位偏差不得大于0.3d（15cm）.

2填料方式.在地基内成孔后,接着要往孔内加填料.对较软的土层,宜采用“先护壁,后制桩”的办法施工.即成孔时,不要一下达到设计深度,而是先达到软层上部1-2m范围内,将振冲器提出孔口加一批填料,下降振冲器使这批填料挤入孔壁,把这段孔壁加强以防塌孔.然后使振冲器下降至下一段软土中,用同样方法加料护壁.如此重复进行,直达设计深度.孔壁护好后,就可按常规步骤制桩.

3桩的施工顺序.桩的施工顺序为从中间向或隔排施工,在临近既有建筑物时,要背离建筑物方向进行施工.

4制桩操作要点：①用振动成桩机将桩管边振动边沉入土层,每下沉0.5m留振30s,沉入速度控制在2-3m/min,直至设计深度,稍上提桩管,桩管下端的活瓣桩尖打开,桩管及桩尖外壁的真空破坏,这样可减少起拔摩阻力.②成孔后,停止振动,立即往管内装入碎石,直至灌满为止.起振拔管,为了使桩管内碎石密实,在拔管前先留振1分钟,边振动边匀速拔管,拔管速度1-1.2m/min,为使挤出拔管下端的碎石更加密实,每提升1m留振1分钟.③再次投料,直至灌满,启动拔管,并进行多次反插,至管内碎石全部挤出,反插深度小于桩管长度,提升1m反插0.5m.④提升桩管高于地面停止振动,进行孔口投料至地表,启动反插并及时进行孔口补料至该桩碎石料全部投完为止；在孔口加压,保证孔口石料的密实.⑤每根桩在施工过程中要及时填写施工记录,填写内容有：桩号、制桩深度、填料量、时间、压管次数和时间等.

5施工注意事项：①加料时应停机加料,并注意提升速度,防止因提升过高而出现断桩或缩颈现象,应每提升约桩长的一半时投料1次.②提升和反插速度必须均匀,反插由浅到深,每根桩反插次数视情况而定.③施工过程中及时挖除桩管带出的泥土,孔口泥土不得掉入孔内.④施工过程中要记录沉桩深度、制桩时间、每次碎石灌入量、反插次数等.⑤在施工过程中要经常检查桩位、桩径、桩深、桩孔垂直度、缩颈、塌孔等问题.

三、质量检验

检查施工记录,包括碎石填量、沉管振动时间、振升速度和高度、挤密时间、桩位偏差等.施工前后对桩间土作标准贯入试验,比较各土层强度增长情况,以判断各土层的承载力.对桩身密实度检验采用重型动力触探法.

1碎石桩所用的碎石进场应按批进行检验,碎石粒径为20～50mm,含泥量≤5%.检验数量：同一产地、品种、规格且连续进场的碎石,每3000m为一批,不足3000m亦按一批计.施工单位每批检验一组.监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验或10%平行检验,且不少于1组.

2碎石桩的布置形式应符合设计要求.

结语

综上所述,为了不断提高振动沉管碎石桩的质量,应从以下几个方面进行严格控制并不断进行研究、改进和提高：

（1）对振动沉管碎石桩设备与施工效率和质量有关的机具、仪器等都进行检查.

（2）提高和完善管理水平,应以工序控制和事前控制为主,建立科学管理制度和方法.

（3）施工中要严格检查,把质量隐患消除在萌芽中.