軟土地基處理中振沖碎石樁法的應用
——以S247圍烏路改建工程（當涂段）為例

于天池 （馬鞍山市當涂縣公路管理局，安徽 馬鞍山 243100）

0 前言

振動水沖法就是人們通常所說的振沖法，最初這種方法是用來對砂性土地基進行加固，隨著時間的推移到了20世紀50年代，開始對粘性土地基進行加固。目前，在世界大多數的地區這種方法已經得到了廣泛應用，同時也創造出了巨大的經濟價值。該方法對于地基技術的加固具有以下幾方面優勢：一是具有較強的適用性，在砂性和粘性土地基中都能夠順利地進行加固，而且效果十分顯著，大幅度地將承載力進行了提升，降低了出現變形的概率，在一定程度上提高了抗震動液化的能力；二是成本較低；三是便于施工；四是能夠大幅縮短工期，使地基加固的速度得到進一步的提升。采用振沖法施工的機械主要利用振沖器的原理。對軟弱的土層作用一個水平力，這樣通過水平的沖震能夠極大地擾動孔壁，當約束力達到平衡時，會將樁孔形成于土層中，同時利用振沖器所產生的高壓注水頭將水注入到孔內，排出孔內的泥漿。分段將砂卵石等堅硬材料作為填料投入到樁孔內，利用強烈的激振力在土層中擠入周圍的填料并進行適當的振密，將砂石進行緊密的結合形成樁體，將天然所形成的地基結構轉變為復合地基。當樁體深入到持力層的時候，由于樁體所受到的壓縮模量比軟弱土層要大得多，在樁上就會逐漸聚集較多的由上部荷載傳遞下來的荷載，縮減了原地基土所承受的相應荷載，相比于原地基，極大地提升了復合地基所受到的承載力，同時有效地降低了其所具有的壓縮性。該方法主要的作用有振動加密和擠密作用，以及抗剪、置換等作用，因此，通過這種方法能夠有效地加固特殊土路基。

1 工程概況

某區城從地貌方面來看屬于沿江丘陵地帶并且還屬于河流階地，該地區的丘陵形態主要表現為起伏較大的地勢K0+000-K22+000。漫灘一二級階地形態的地勢主要表現為平坦開闊K22+000-K53+000，種植土是該地段的表層結構，少部地區屬于的是人工填土，下面主要由低液限粘土所構成，少部地區土質屬于砂土，因此其所具有的地基承載力非常的弱，地質條件也非常的差。針對這種土地特點可以采取振沖碎石樁法。

2 碎石樁的施工要點及材料要求

2.1 村材料要求

巖石或礫石通過壓制能夠形成碎石，應該盡量保證其整潔干燥，并且從強度和耐磨性方面來說要達到一定的要求，其形狀要有一定的棱角，軟質以及其他雜質不能混合在里面，最好保持在19 mm～45 mm的粒徑范圍內，盡量保證其含泥量在5%以內。

2.2 施工方案

①在進行碎石樁施工過程中主要采用了振沖管，具體的規格為直徑達到480 mm，施工前，必須采用全站儀對碎石樁進行放樣定位，根據工程設計圖紙的相關要求，科學地布設等腰三角形，保證其例距達到1.5 m，碎石樁的直徑規格達到0.5 m。②開工前需要最少將5根試驗樁進行設置，對這5根試驗樁進行試驗時，要對樁管沉入時間、深度等指標進行詳細的記錄，從而在密實狀態下能夠更加準確地對樁體的各項指標進行把控，將其作為施工中的控制指標。③施工中對于電流的控制要依據試樁情況來確定，并且要嚴格把控在固定深度位置振沖器的工作時間。④通過振動沉管法將軟弱地基打成孔洞后，在孔中擠入相應的碎石，這樣碎石樁體就能夠形成的更加密實，從而更好地加固原有的軟地基。為了防止碎石樁出現縮徑或發生斷裂問題，投石在每米樁長的數量必須要進行科學的控制，實際投石量不能低于1.15倍的投石計算量。工藝流程主要按照一定的順序展開，最開始是放測樁位，然后是就位、造孔、清孔、填料，最后一步是進行相應的振密。以上步驟要進行反復操作，這樣就能夠形成一個從上而下的樁體，最后完成樁體的施工。

2.3 振沖碎石樁施工要點

2.3.1 成孔

通過振沖器對地基土的作用下，在一定程度上加固了設計的深度，從而形成擁有大約800 mm直徑的樁孔。

2.3.2 清孔

成孔時會在孔中形成粘粒等物質，這些物質能夠與回水通過進行攪拌形成泥漿，其特點是具有相應的粘度，這使得填料不容易進行下沉，成樁質量和整體施工的進度就會受到一定程度的影響。因此，當完成孔洞后要將孔內的泥漿通過相應的壓力水將其從樁孔中進行沖排出，這能夠為填料提供良好的條件，因此，這道工序也是整個施工中最為重要的環節，必須給予足夠的重視。

2.3.3.填料

將振沖器從孔口處進行提出，將樁體材料倒入到該孔內，或者可以采取同時進行振沖和倒入材料。加料時要保證倒入的樁體材料盡量少，倒入的次數盡量多，最好每次加料能夠達到約1.0 m高的孔底。振密：填料中放入振沖器，這樣主要是為了將填料進行相應的振密，并擠入土體中，樁徑自然就會提升，這樣就會逐漸地提升孔壁土體的約束力。電機的電流會隨著提升的樁體密實度得到相應的提高，荷載也會跟隨著一同增大，因此，樁體的密實度也可以通過電流值的變化間接地反映出來。所以通過試樁所得到的振密電流就是施工所要達到的密度電流，通常情況下要達到90 A。

3 施工注意事項

①施工中要將樁管進行及時的挖除并且要將泥土帶出，要保證孔口的泥土不能流入到孔中，然后在套管內將碎石再次的灌入。采用振動法進行施工時，應充分地考慮沉管和擠密的實際情況，針對填石量進行科學的控制，并將其所具有的高度和速度進行提升，這樣能夠最大限度地保證樁身連續和擠密均勻，參考上文所提及的密實電流的量，所以將其電流暫定為45～50 A。在施工中，樁尖結構的選擇要保證合適，使得出料更加的順暢和擠密更有效。②對于碎石樁的工序要從外側向中間進行，對于具有較大間距的可以采取逐排施打。要科學地控制碎石自身的含水率，將具有飽和狀態的碎石應用在飽和狀態的土層中，對于土層能形成直立孔的情況，就需要控制碎石的含水率，緩緩拔出樁管，使碎石形成較為緊密的碎石樁。③要安排專人負責指揮樁管反插施工。④施工中對于各項施工參數要安排專人進行記錄，當完成施工后，將測量、施工記錄進行相應的整理。對于碎石樁的指標可以選擇設計參數和控制參數進行施工驗證。在進行試樁后達到了設計相關要求后才能夠開展其他施工。

4 質量檢測和控制措施

4.1 質量檢測

①在完成碎石樁工程后的30d，要進行檢測樁體的密實度、強度等相關指標，檢測達到相關的標準后才能夠開展下一步的施工。

判別標準 表1

②具體的檢測方法主要是采用貫入、動力或靜力觸探進行隨機抽檢。采用動力觸探時，10 cm貫入量的錘擊數要超過7擊，檢測量要超過3%的施工樁數。③通過檢測發現如果有10%的樁沒有達到相關的工程設計要求，需要立刻進行加樁或采取其他的應對措施。④為了使路基更加的穩定，在施工中要實時地監測路基發生的沉降和位移量。⑤要保持樁身的連續性，不出現新樁，不發生縮徑情況，完成施工后應夯實樁頂土層。

檢驗評定標準 表2

完成碎石樁的施工后，要將沉降觀測和測斜樁進行相應地埋設，觀測樁所出現的沉降和位移，在填筑路基時，根據觀測的實際情況適當地調整填筑速率。

4.2 質量控制措施

對于施工質量的控制來說其實就是控制水、電、材料。①控制水：水在施工中的地位不言而喻，要保證整個施工擁有充足的水量和水壓，保持孔內始終處于滿水狀態能夠極大地降低出現塌孔的情況，從而能夠順利開展制樁工作。施工需要使用的水量約為403 t，對于軟土層自身具有較低強度的，所需要的水壓也相對要小些，具體包括造孔和振密水壓分別為0.35 MPa、0.3 MPa。②電的控制：主要是對密實電流進行控制。在進行制樁時，瞬時電流非常高，能夠有效地將密實電流反映出來，要保證振沖器處于一定的深度，保持電流穩定時消耗的振動時間，這時候的電流值才是密實電流。通過進行試樁得到處于穩定的時間為10 s，這時候所對應的電流值為90 A，這是最為重要的施工工序。③料的控制：主要是對填料量進行適當的控制，在最深處的填料量要適當大一些。

5 效果檢測

①檢測樁間的密實度：通過對根樁進行隨機抽取297根，檢測樁身密實度的方法主要采用了N120動力觸探，結果顯示密實度達到稍密程度，具有良好的均勻性，通過對承載力計算得出特征值為330 kN。②地基承載力：靜載擁有48個荷試驗點承載力均超過了160 kPa，已經達到了施工設計的相關要求。③控制墊層質量：采用灌水法及烘干法進行了411個點的試驗，壓實系數超過了95%，已經達到了施工設計的相關要求。

6 結語

對于人們日常生活所產生的垃圾等一系列特殊地基土采用振動碎石樁法進行相應的加固處理是可行的，在設計時，必須從實際地質情況出發，選擇合適的地基進行加固處理。必須注意工程建設中介質的影響作用，尤其是對于復合介質在這個過程中所產生的作用，這對于整個工程來說是十分重要的。