公路軟基處理中的碎石擠密樁法

唐國富

(黑龍江暢捷橋梁隧道工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

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公路軟基處理中的碎石擠密樁法

唐國富

(黑龍江暢捷橋梁隧道工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

震動沉管擠密碎石擠密樁簡稱碎石擠密樁。這種方法在過去一直以來都是可以有效解決軟弱粘土地基承載力的關鍵方法，同時也是擠密沙樁、沙井等方法的基礎上發展起來的一種地基處理方法。著重對其加固原理及設計、施工、質量檢驗等進行論述。

公路軟基處理；碎石擠密樁法

1 設計要求

1.1 加固范圍和布樁形式的確定

碎石擠密樁地基負荷程度以及寬度，都必須要超越設計水平的寬度，將寬度控制在1.2倍左右。通常情況下，基礎的外緣可以放置2排樁，針對當前地基基礎的液化要求，不同的外緣需要放置的寬度要控制在深度水平的一半作用，整體規模控制在5m的范圍內。在可液化層當中覆蓋一些3m以上的非液化層，基礎外緣位置的每條邊放寬度要控制在液化層厚度一半作用，將整體量控制在3m以上。針對高等級的公路來說，也是可以安排2～3排樁的。碎石擠密樁具體的布置形式，可以按照不同工程項目建設地區的地基形式來確定，如果處理面積比較大的位置，可以通過三角形布置的方式來提升樁位的可行性，針對獨立或者是條形的基礎來說，更加適合用正方形的或者是矩形的三角形對其加以布置。

1.2 確定樁長度

(1)如何選擇樁長，很大程度上會受到加固土層厚度方面的影響。通常情況下，可以按照建筑物結構的設計條件以及不同地區地質條件來選擇樁的長度，通過該方式來提升地基強度，并對地基的變形情況加以控制。在處理比較松散的砂土或者是軟土層的時候，如果該地區軟土層或者松軟土的厚度并不大，則可以通過碎石擠密樁的形式來提升土層的穿透能力。如果厚度比較大，或者是因為設備工程造價太高導致不能正常穿透，則需要根據樁的實際長度來變化相應的數值。

(2)在處理可液化軟土層時，樁長應穿透可液化層，或按有關抗震規范確定。

(3)樁長一般不宜小于4m。

1.3 樁徑的確定

碎石擠密樁的直徑應根據地基土質情況和成樁設備等因素確定。可采用樁徑范圍為300～1 100mm，對飽和粘性土地基宜選用較大的直徑。可參照下表選定振沖樁樁徑經驗數據。

表1 振沖樁樁徑經驗數據

1.4 樁間距的確定

樁距應根據荷載大小、原狀土強度和振沖器的功率綜合考慮，并通過試驗確定。荷載或原狀土強度低或振沖器功率小時，宜取較小的樁距，否則，宜取較大的樁距，但不宜大于碎石擠密樁直徑的4倍，一般為1.8～4.0倍樁直徑，間距為1.5～2.5m較為合適。如僅為加速地基下沉，間距可為4～5m，可通過計算綜合確定。

2 施工方法

2.1 振動成樁法

(1)施工機械

振動成樁法的施工機械包括由振動機、裝砂料斗、振動套管組成的振動打樁機等；通過吊鉤、緩沖器吊起，沿著導桿上、下移動；套管的下端裝有底蓋或砂塞；為了使碎石有效地排除或套管易于沉入，還配有高壓空氣的噴氣裝置；其輔導設備有起重機、鏟式裝載機、空壓機等。

(2)施工工藝

首先，工作人員應當在地面上線確定套管確切位置，并根據套管的位置來引導后續工作。將振動機和套管相互結合，如果在工作開展的過程中發現了比較硬且難以攻破的土層，可以通過噴氣或者是向其中射入一些水的形式加以處理。將套管下沉到設計的深度上，當套管徹底進入到泥土中以后，就實現了套管附近土體擠密，之后工作人員可以向其中插入樁管，并灌注碎石。還可以提升套管的高度，套管高度的提升是可以讓碎石從套管內部壓出的一種安全有效的方式。之后將套管沉入到一定的深度下，對套管進行震動處理，全面排除掉套管碎石的振密，對碎石進行二次處理，更好的擠密周圍位置。如果經過上述方式進行處理之后，工作質量依然不能滿足工程項目施工需求，工作人員可以將碎石二次灌入到套管當中，并提升套管的高度。

2.2 單管法

(1)施工機械

單管法也是目前比較常見且行之有效的一種蒸汽打樁工作處理模式，可以利用蒸汽打樁或者是柴油大壯等方式，讓下端的鋼筋混凝土以雛形樁的形式留到樁管當中。

(2)施工工藝

首先要講樁靴全面閉合，保證樁管可以垂直狀態下進入到工作模式中。要將樁管沉入到起初工程項目設計時的深度，并利用料斗等工具，向樁管當中灌注一些碎石等，如果需要關注的碎石總量比較大，也可以分多次進行灌注，先灌注半量的碎石，之后等到樁管從土層當中提升出一定的長度以后，再將剩下的碎石灌注到其中。按照相關規定的要求來完成工作，以規定速度為基礎來提升樁管。

2.3 施工注意事項

(1)要做好施工前的準備工作。

(2)在正式對其進行施工的時候，工作人員要按照設計時提出的樁長度以及樁的間距等內容，結合碎石灌入等措施，來提升灌入樁的提升速度以及提升的高度，控制器擠壓次數以及具體的振留時間等。通過優化電機工作以及電流項目施工質量的方式來提升身施工的連續性。

3 質量控制與檢驗

3.1 質量控制

在施工振動法對項目施工進行施工的時候，相關工作人員必須要按照沉管的情況以及相關機密情況來控制具體的碎石量，并不斷的提升速度和高度。不論是在擠壓次數還是在擠壓的時間等方面，首先要控制擠壓的次數以及電機日常工作電流情況，通過這些方式來提升樁身日常施工連續性。在將工程項目施工所用樁打入到設計時提出的深度之后，可以在樁身當中灌入一些碎石等，之后利用振動器來進行上下垂直方向的錘擊，相關工作人員也可以慢慢的拔出樁管，始終將整體拔管的速度控制住1m/min左右。減震也是提升項目施工質量控制水平的關鍵因素之一，所以還可以通過加固的方式來提升其減震作用，在經過一段時間的加固處理之后，地震的剪應力是樁間土與碎石樁二者共同來承擔的。因為碎石樁剪切模量要明顯超過同期載面樁間土的剪切模量要大得多，因而地震力作用時，所以剪應力一般來說都是在樁上集中的，通過樁上集中的形式里減少剪應力，進而減少地震對其產生的負面影響。

對松散砂土和填土地基，在碎石擠密樁的成樁過程中，由于土層孔隙比減小，因而固結變形減小；同時，由于施工時的擠密作用，也使地基變得較為均勻。

3.2 質量檢驗

在檢測的時候，一般可以通過下述兩種方式，分別為標準管理以及動靜力試驗等，如果檢測出來的結果要大于設計時的標準，則可以視其為合格。從當前工程項目施工情況來看，樁間土的質量檢測位置一般都是在等邊三角形中心的，針對大型工程來說，還可以適當的進行一些荷載方面的試驗。利用各種安全有效的處理方式對地基處理效果進行綜合性評價，保證基地荷載試驗負荷參與到其中的試驗樁數量始終在3根以上。如果經過檢驗發現，項目施工現場的極差情況沒有超過平均值大概30%，工作人員可以適當取平均值來當成復合地基承載力的標準值看待。

2015-12-20

唐國富，男，高級工程師，研究方向：橋梁隧道工程。

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1008-3383(2016)12-0066-02