淺析振動沉管碎石樁施工

劉修字

摘 要：本文主要介紹路基工程軟基處理采用振動沉管碎石樁，施工過程和質量控制措施及適用范圍。

關鍵詞：振動沉管碎石樁；施工技術；質量控制

中圖分類號：U415 文獻標識碼：A

一、引言

隨著我國公路工程建設飛速發展，振動沉管碎石樁，在軟基處理中得到廣泛應用。本文著重從工程實踐的角度，對振動沉管碎石樁的主要問題進行探討。

二、振動沉管碎石樁的施工

（一） 適用范圍

地基表層為厚層軟塑狀的粘性土、素填土、雜填土等，采用重型碾壓、換填等處理措施不能滿足工程需要的地段。

（二） 作業準備

1 場地準備。清除施工范圍內地表的浮土，清理并平整場地。施工現場要做到三通一平即水通、電通、料通和場地平整，滿足機械設備進場要求。

2 材料準備。樁體材料可為碎石，碎石樁所用的碎石進場應按批進行檢驗，碎石粒徑為20～50 mm，含泥量≤5%，最大粒徑不大于50mm。

3 人員配備。每臺碎石樁機配備人員：現場指揮1名、機長1名，裝載機司機1名，上料工人2名，施工記錄員1名。

4 機械設備。碎石樁機（振動法或捶擊法），小型裝載機（0.2 m?）。樁尖采用能有效擠壓孔內石料的活瓣式結構。主要檢測設備：圓錐動力觸探儀（N63.5），靜荷載試驗設備，密度、含水量試驗等試驗儀器。

5 工藝性試驗。大面積施工開始前，應選擇代表性段落作試樁試驗（不小于2根），以確定工藝參數。振動法施工應嚴格控制拔管高度、拔管速度、壓管次數和時間、填碎石量、電機的工作電流等。捶擊法施工應嚴格控制拔管高度、分段填碎石量、貫入度等，以保證樁體的連續、均勻、密實。

（三）技術要求

1碎石樁樁徑一般為0.5m，樁基中心間距根據計算確定，一般為1.0-1.2m，樁位布置方式為梅花形布置。處理范圍為路堤坡腳線外3m。

2成樁施工可采用振動或捶擊法，振動成樁法宜采用重復拔管法，捶擊成樁法宜采用雙管法。

3碎石樁樁長可根據工程要求和工程地質條件確定，一般為5-15m。當軟塑土層厚度不大時碎石樁樁長應穿透軟塑土層；當軟塑土層厚度較大時碎石樁樁長應通過計算確定。

4樁體材料可為碎石、卵石等硬質材料，含泥量不得大于5%，最大粒徑不宜大于50mm。單樁承載力及復合地基承載力依據地質條件以各工點設計計算而定。

5孔內填料量應通過現場試樁試驗確定，施工中地面有下沉或隆起現象時，填料數應根據現場具體情況予以增減。

6樁施工完后，樁頂設0.5m厚砂石墊層。

（四） 施工方案及操作要點（振動法）

1樁的定位。 測量并定出主要樁孔位置以便準確施工。首先測定場地標高，并放出控制邊樁，每排樁用鋼尺或測繩量，不能分段測量，每打一排樁要醒目標注樁位。最后按樁位設計圖在現場用小木樁或撒石灰標出樁位，機械就位時樁位偏差不得大于0.3d（15cm）。

2填料方式。在地基內成孔后，接著要往孔內加填料。對較軟的土層，宜采用“先護壁，后制樁”的辦法施工。即成孔時，不要一下達到設計深度，而是先達到軟層上部1-2m范圍內，將振沖器提出孔口加一批填料，下降振沖器使這批填料擠入孔壁，把這段孔壁加強以防塌孔。然后使振沖器下降至下一段軟土中，用同樣方法加料護壁。如此重復進行，直達設計深度。孔壁護好后，就可按常規步驟制樁。

3樁的施工順序。樁的施工順序為從中間向外圍或隔排施工，在臨近既有建筑物時，要背離建筑物方向進行施工。

4制樁操作要點：①用振動成樁機將樁管邊振動邊沉入土層，每下沉0.5m留振30s，沉入速度控制在2-3m/min，直至設計深度，稍上提樁管，樁管下端的活瓣樁尖打開，樁管及樁尖外壁的真空破壞，這樣可減少起拔摩阻力。②成孔后，停止振動，立即往管內裝入碎石，直至灌滿為止。起振拔管，為了使樁管內碎石密實，在拔管前先留振1分鐘，邊振動邊勻速拔管，拔管速度1-1.2m/min，為使擠出拔管下端的碎石更加密實，每提升1m留振1分鐘。③再次投料，直至灌滿，啟動拔管，并進行多次反插，至管內碎石全部擠出，反插深度小于樁管長度，提升1m反插0.5m。④提升樁管高于地面停止振動，進行孔口投料至地表，啟動反插并及時進行孔口補料至該樁碎石料全部投完為止；在孔口加壓，保證孔口石料的密實。⑤每根樁在施工過程中要及時填寫施工記錄，填寫內容有：樁號、制樁深度、填料量、時間、壓管次數和時間等。

5施工注意事項：①加料時應停機加料，并注意提升速度，防止因提升過高而出現斷樁或縮頸現象，應每提升約樁長的一半時投料1次。②提升和反插速度必須均勻，反插由淺到深，每根樁反插次數視情況而定。③施工過程中及時挖除樁管帶出的泥土，孔口泥土不得掉入孔內。④施工過程中要記錄沉樁深度、制樁時間、每次碎石灌入量、反插次數等。⑤在施工過程中要經常檢查樁位、樁徑、樁深、樁孔垂直度、縮頸、塌孔等問題。

三、質量檢驗

檢查施工記錄，包括碎石填量、沉管振動時間、振升速度和高度、擠密時間、樁位偏差等。施工前后對樁間土作標準貫入試驗，比較各土層強度增長情況，以判斷各土層的承載力。對樁身密實度檢驗采用重型動力觸探法。

（一）主控項目

1碎石樁所用的碎石進場應按批進行檢驗，碎石粒徑為20～50 mm，含泥量≤5% 。檢驗數量：同一產地、品種、規格且連續進場的碎石，每3 000 m?為一批，不足3 000 m?亦按一批計。施工單位每批檢驗一組。監理單位按施工單位檢驗數量的20%見證檢驗或10%平行檢驗，且不少于1組。

2碎石樁的布置形式應符合設計要求。

結語

綜上所述，為了不斷提高振動沉管碎石樁的質量，應從以下幾個方面進行嚴格控制并不斷進行研究、改進和提高：

（1）對振動沉管碎石樁設備與施工效率和質量有關的機具、儀器等都進行檢查。

（2）提高和完善管理水平，應以工序控制和事前控制為主，建立科學管理制度和方法。

（3）施工中要嚴格檢查，把質量隱患消除在萌芽中。

參考文獻

[1]JTGF10-2006 ，公路路基施工技術規范[S].