沉管碎石樁處理液化土地基設計與施工

摘要：軟基是公路工程施工常見的一種地質現象，如果處理不好對公路的危害是巨大的，針對軟基處理的方法目前種類繁多各有特色。這里筆者就沉管碎石樁處理液化土地基的設計方法結合工程實例進行應用闡述，以便大家能在軟基處理領域中多一些經驗和方法共同分享。

關鍵詞：沉管碎石樁 液化土 地基 軟基

1 設計要點

①考慮工程重要性及破壞修復難度，確定處理側重于對構造物臺后高填過渡段（填高≥6m）路堤。

②處理深度：按設計要求穿透粉砂及粉土液化土層0.5-1.0m。

③橫向處理范圍：基于該項目為強震區，確定路基邊坡坡腳以外再布置1-2排樁。

④碎石樁樁徑采用50cm，橫向間距采用1.8m，縱向間距采用1.6m，梅花形布置。

2 施工控制要求

2.1 基本要求

①樁體材料為級配硬質碎石，含泥量不得大于5℅，最大粒徑不宜大于50mm，樁頂碎石褥墊層厚度300mm。

②必須做成樁試驗，根據試樁施工情況確定施工工藝參數。

③應嚴格按照設計樁位，樁數施工。

④應按照“由外到里”的施工順序制樁。

2.2 施工工序

施工采用“間隔跳打”的方法，相鄰兩根樁宜采用跳躍間打?？變忍盍狭靠赏ㄟ^現場試驗確定，估算時的充盈系數可取1.2-1.4。施工時地面若有下沉或隆起現象，則填料可酌情增減。

施工步驟如下：

①清理整平施工場地，若進場困難，可先鋪筑0.3m碎石褥墊層，之后進行樁位放樣。

②樁機就位，沉管垂直度偏差應≤1.0%；校正沉管長度及投料口位置，使之符合設計樁長；設置二次投料口。

③啟動振動錘，將沉管下到設計深度，密實電流要求控制在60A；如沉管到設計深度時密實電流還未達到60A時，則繼續向下打樁，直至密實電流達到60A為止。如沉管還未到設計深度時密實電流還已達到60A時，則停止打樁，按照此時深度終孔。

④稍提升沉管使管尖活閥打開。

⑤停止振動，立即向沉管內裝入規定數量的碎石。

⑥振動拔管，拔管前先振動1min以后邊振動邊拔管，每提升1m沉管應反插30cm，并停拔振動10～20s，拔管速度為1～1.5m/min。

⑦根據單樁設計碎石用量確定第一次投料的成樁長度，進行數次反插直至樁管內碎石全部拔出。

⑧提升樁管開啟第二投料口并停止振動，進行第二次投料直至灌滿。

⑨繼續邊拔管邊振動，直至拔出地面。

⑩提升樁管高于地面，停止振動進行孔口投料（第三次投料）直至地表。

■啟動反插，并及時進行孔口補料至該樁設計碎石樁用量全部投完為止。

■孔口加壓至前機架抬起，完成一根樁施工。

■移動樁架至另一孔位，重復以上操作。

■清溝排污：打樁過程中，施工現場安排人力清溝，保證排污網絡暢通，避免泥漿漫淌，沉淀后的泥漿采用泥漿車出運排放；做好場地整潔，文明施工。

■鋪設碎石墊層：振沖碎石樁處理完成后，在樁頂上補鋪碎石墊層至設計厚度，同時將其碾壓密實。

2.3 試樁

為更進一步掌握施工區域的地質土層狀況，獲取更準確的一手資料，驗證施工工藝在該區域的適應性及地區差異，檢驗設備選擇是否合理，明確本工程的自身特點，以便更科學地指導施工，正式施工前，首先進行試樁工作，以確定成樁參數，作為正式施工時的控制指標，并將試樁結果反饋給業主、設計單位。

每個工藝點施工前必須先打不少于5根的工藝性試驗樁，以檢驗機具性能及施工工藝的各項技術參數。當采用振動沉管法施工時，根據設計樁長按照一定的充盈系數計算出每根樁的用料量，施工中應該嚴格控制填料量。試樁按正常樁施工，試樁位置一般為打樁流水起點的樁，亦可在業主、監理指定的位置進行試樁。做好試樁記錄。

2.4 現場質量控制

①樁位的放樣：應嚴格按設計樁間距進行放樣，確保樁間距及布置形式。

②根據成樁試驗確定的技術參數進行施工，操作人員應記錄施工開始時間、結束時間、成樁深度、碎石灌入量及電機的工作電流值，同時注意各種參數的變化。

③控制碎石樁的振動頻率、留振時間、反插深度、樁管提升的高度和速度，拔管速率控制在1.0m/min，同時確保樁身的連續性。在穿過軟弱的淤泥夾層時，應放慢拔管速度，控制在0.5m/min，并減少拔管高度和反差深度。

④施工過程中應及時挖除樁管帶出泥土，孔口泥土不得掉入孔中。

⑤填料要分批加入，不宜一次加料過量，原則上要“少吃多餐”，每一深度的抗體在未達到規定的密實電流時應繼續加料，繼續振實，嚴格防止“斷樁”和“頸縮樁”的發生。

⑥施工過程中如發現土層有較大變化，投料量或沉樁速度異常應立即停工，并報告監理工程師。

⑦施工完畢，整平場地，測量標高，整理施工記錄。

2.5 碎石樁施工允許偏差

施工允許偏差檢驗包括對樁徑、樁距、樁長、垂直度以及單樁碎石灌入量。實際投料量未達到設計用量要求時，應在旁邊補樁一根。

3 成樁試驗

碎石樁施工前，應根據現場實際情況進行成樁試驗，取得各種機械參數，以確保大面積施工質量，成樁試驗要求達到以下目的：

①根據不同路段、不同的地質情況現場確定碎石樁樁長。

②掌握滿足設計要求的各種技術參數，如振動頻率、留振時間、反插深度、樁管提升高度和進度、電機的工作電流及完成全過程的施工時間等。

③掌握振動沉管的阻力情況，選擇合理的技術措施，確保擠密的均勻性和樁身的連續性。

④檢驗室內試驗所確定的碎石灌入量是否能達到設計要求。

⑤檢測樁身是否有質量缺陷，可否能達到設計要求。

4 成樁質量檢測

4.1 依據規范及標準

《公路路基施工技術規范》（JTG F10-2006）、《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）、《建筑地基處理技術規范》（JTJ79-2002）、《公路路基設計規范》（JTG D30-2004）。

4.2 檢測要求

4.2.1 檢測時間?；谝夯翆訛榉凵昂头弁粒_定碎石樁施工結束14天后交由專門質量檢測單位進行質量檢測。

4.2.2 樁體重型動力觸探密實度檢測。檢測頻度2℅，按陣擊貫入深度10cm時擊數不少于5次為合格，少于5擊為為不合格（擊數不作桿長修正）。對樁頭1.5米以上，考慮其臨空面影響，若陣擊貫入深度小于5擊可視為合格。

當出現以下情況者均判為不合格：

①欠密實段總長度大于樁長的15%。

②樁頂1.5米以下沿樁身連續有4個10厘米陣擊貫入擊數少于5擊。

③實測樁長小于設計樁長。

4.2.3 單樁復合地基載荷試驗

載荷試驗數量不小于總樁數的0.5%，且每個施工作業點（或路段）不少于3個載荷點。一般應按照比例隨機抽取，且分布基本均勻，試驗得到的復合地基承載力不得低于設計要求。

5 結束語

5.1 在強震區，結構松散固結程度差的第四系全新統新近沖積的飽和粉細砂和粉土液化程度高，沉管碎石樁是常用的處理方法。碎石樁間距布置應符合有關規范要求，并應在施工后采用標準貫入測試以其擊數按液化判定計算檢查是否消除了液化，依此驗證調整樁間距設計。

5.2 當成樁質量檢檢測未能符合上述規定，可采取補樁或置換樁間土0.5-1.0米換填碎石補救處理。

參考文獻：

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