振沖碎石樁在處理沙土軟土地基中的應用

　　振沖碎石樁是利用一個產生水平向振動的管狀設備，以高壓水流邊振沖邊沖在軟弱黏性土地基中成孔，在孔內分批填入碎石加以振密制樁，與周圍沙性土形成復合地基，這種方法的優點是加固期短，可以采用快速連續加載方法施工，對縮短工期十分有利。
　　靖邊站是中建大中銀鐵路的起點站，地處毛烏素沙漠的南緣，全長3.3公里。站房綜合樓范圍內：第三層為粉砂，承載力僅為90～110KPa，層厚約3m，需要進行地基加固處理，使地基復合承載力達到180KPa。站房綜合樓長150m，寬41.7m，共計有1392根振沖碎石樁，樁徑0.9m，樁長6.5m，樁間距為1.56m和1.8m，碎石的粒徑為6～10cm。
　　
　　一、振沖碎石樁處理的主要機具
　　
　　根據本工程施工段面較小，工程量較小，沉管深度6.5m，樁徑為0.9m的實際情況，先用ZCQ-30振沖器1臺，QY-16吊車1臺，ZL20裝載機1臺，22KW高壓泵1臺，3.0KW污水泵1臺。
　　
　　二、振沖碎石樁處理的主要材料要求
　　
　　填料：填料應采用含泥量不大于5％的未風化的凈礫石或軋制碎石，粒徑為60mm～100mm。
　　水：水取用水井或一般的食用水即可。
　　
　　三、碎石樁的施工工藝
　　
　　本段碎石樁的施工工藝以以下程序進行：整平原地面→振沖器就位對中→成孔→清孔→加料振密→關機停水振沖器移位。施工工藝流程圖如下：
　　
　　施工工藝的具體要求如下：
　　(1)地面：清除施工現場的障礙物及雜物(石塊、樹根、垃圾等)。在低洼處、河塘溝渠中應先清除淤泥，拋石擠淤，再填筑砂礫至水平面上50cm后，再進行填前碾壓，清理范圍應使粉噴樁機有足夠的施工操作場地并符合設計的長度和寬度。再進行施工放樣，定出樁位。
　　(2)振沖器就位對中：起吊振沖器，對準樁位，檢查水壓、電壓和振沖器的空載電流是否正常。
　　(3)成孔：打開水源，啟動振沖器，使其在壓力水沖擊作用和振動作用下灌入地層至設計深度。在灌入的過程中，要控制振沖器的豎直度，注意調節水壓和成孔電流的大小，也可以根據返水出來的砂或泥以確定當前打入處的土層情況。
　　(4]清孔：成孔后，孔內泥漿稠度大，為排出孔內稠漿，振沖器在孔底停留約1min，借助壓力水將泥漿排出。
　　(5)加料振密：采有連續加料法自下而上制樁，每次填料數量應根據土質條件而定，然后將振沖器沉至填料中進行振實。當振沖器的工作電流達到密實電流時迅速提起，再繼續加料、振密，如此反復直至孔口。
　　(6)關機停水：振沖器完成一根碎石樁后，即關機停水，移位至下一個樁位施工。
　　其整個施工過程的流程圖可以如下所示：
　　
　　(7)施工順序一般采用“由里向外”(圖a)或“一邊推向另一邊”(圖b)的方法，這樣有利于擠走部分軟土。必要時可用振力較小的振沖器施工。
　　
　　四、碎石樁施工應注意事項
　　
　　(1)事先應挖除地表和地下的障礙物(如：石塊、樹根等)，并將地面大致整平。碎石樁頂面鋪上70cm的砂礫。
　　(2)每次鉆桿下沉前，均應用垂球線檢查鉆桿的傾斜度，并調整到不大于1.5％方能開鉆，振沖器在固定深度位置的留振時間宜為5s～10s。
　　(3)每根樁開鉆后必須連續施工嚴格控制電壓穩定，水壓的大小，以及留振的時間，不得間斷。嚴禁在超過額定電流的情況下工作。
　　(4)成樁過程中還應注意密實電流和瞬間電流的區別，留振時間應是“在穩定密實電流下的持續時間。”
　　(5)成樁時電流及留振時間難以達到設計要求，主要原因是碎石難以充分地到達預定位置。為解決這些問題，除成孔質量要保證外，在成樁時還要根據不同的地質條件，采取不同的成樁工藝。沙土中主要解決填料工藝問題，在實際施工中，我們都采用“綜合填料法”，即在成樁過程中根據實際情況，有時采用“間斷填料法”，有時采用“不間斷填料法”，更多的是綜合這兩種方法，讓振沖器在孔內不停地上、下串動進行填料、振密和留振。此法能避免振沖碎石樁施工常見的“卡管”和“斷樁”現象，保證樁體連續性和密實度。
　　(6)水壓視土質情況及其強度而定，一般對強度較低的軟土，水壓要小些；對強度較高的土，水壓宜大。成孔時水壓宜大，制樁振密時水壓宜小。水量要充足，使孔內充滿水，以防止塌孔。
　　(7)本工程根據實際情況進行成樁試驗，通過對五根樁的試驗確定技術參數如下：造孔電流：30A～80A；加密電流：50A～60A；造孔水壓：0.4MPA～0.6MPA；留振時間：5s～10s。
　　(8)施工中要重點監測：密實電流、留振時間和填料量。
　　
　　五、結語
　　
　　振沖碎石樁是靠振沖器的水平振動力來制樁。不同的土質對應于不同的密實電流、留振時間和樁徑。實踐證明，施工時要因地制宜，確定必要的施工參數，只要能達到一定的密實電流和留振時間即樁體和樁間土之間能達成力學平衡，取舍在于與其他工藝作經濟對比是否合理。
　　(中建八