软基处理碎石桩试桩施工技术要点分析

姜恒璘

(贵州省公路工程集团有限公司)

1 工程概况

本合同段路线起点与龙海段终点顺接，终点位于江口村南侧，合同段起迄点桩号:K30 +039.741 ～K35 +001.739，路线全长为4.937 8 km(其中短链0.024 22 km)，路基宽度为32 m。路基土石方数量;路基挖方403 500 m3，路基挖方最大高度为24.05 m，路基填方451 900 m3，路基填方最大高度为9.2 m，防护排水圬工体积为270 100 m3，特殊路基处理为1.65 km，路面130.873 m2，涵洞12 道，平面交叉口5 处，大桥一座，坝口大桥起迄桩号:K32 +342.90 ～K32 +589.10，全桥为246.20 m。K50 +940 ～K51 +040 段软土地基处理(9 m 碎石桩)，试桩共9 颗，呈梅花形布置。碎石采用级配良好的碎石，宜采用19 ～63 mm，碎石含泥量不大于5%。如图1 为软基处理示意图。

图1 软基处理示意图

(1)填料采用粒径为2 ～5 cm 的未风化碎石;

(2)碎石桩桩径为50 cm，按正三角形布置，施工时不得出现断桩、径缩桩。

2 碎石桩试桩施工要点

2.1 挖沟晾晒及平整场地

沿路基前进方向的两边设计排水沟位置，挖纵向临时排水沟，将水引入当地的排水系统，路基中的水，利用挖的横向小沟引入纵向临时排水沟。晾晒后，将施工场地进行清理整平，清理包括路基用地范围内地面表层的种植土、树木、灌木丛、树根、既有房屋、道路、河沟、通讯、电力设施、上下水道、坟墓及其他建筑物。

2.2 测量、放样

按照平面一般布置图及碎石桩位坐标进行测量放样，用全站仪、钢尺定出每排桩位轴线和桩位中心，并用白灰和木桩作醒目标记，以免损坏。将采用的施工设备、施工方法报监理工程师批准;碎石桩填料采用2 ～5 cm 碎石，并进行材料试验，其碎石含泥量不大于10%，碎石最大粒径不超过5.0 cm。依据布桩图，用钢尺布桩，布设9 根试桩，编号分别是53 ～32(K51 +007.550)、54 ～32(K51 +008.849)、55 ～32(K51 +010.148)、56 ～32(K51 +011.447)、57 ～32(K51 +012.746)、58 ～32(K51 + 014.045)、59 ～32(K51 + 015.344)、60 ～32(K51 +016.643)、61 ～32(K51 +017.942)，桩距为150 cm，呈梅花型布设，测量放样报请监理工程师审批通过。

2.3 打桩机就位

打桩前，校正桩管长度及投料口位置，使之符合设计桩长;在桩位处铺设少量碎石;根据桩机走行钢轨标出的桩位标记，移动桩机，使桩机对准打桩线;启动卷扬机，按照下横梁上标出的桩位标记移动导向架，使桩管对准打桩点，并将卷扬机离合器刹紧;松动卷扬机离合器，人工合拢活瓣式桩尖，对准地面上标定的桩位;桩机对准后，报请监理工程师检查合格后方可开始下道工序的施工。

2.4 振动沉管

启动桩锤电机使桩锤振动，桩管沿桩位下沉。

2.5 成孔、灌碎石

当沉管达到设计深度9 m 后，进行碎石灌注作业，将碎石由加料口注入桩管内，灌入量按桩身理论方案量值与充盈系数计算，现场上料用标定后的装载机料斗，每斗0.23 m3做好现场原始记录。避免先期大后期小的不良现象，以增加桩的均匀性，如果桩管一次容纳不了应灌入的全部碎石，剩余的碎石待桩管提升下料振动挤密一段时间后，再补充装入，同时要记录沉桩速度。

2.6 桩身拔管

管内灌入碎石高度需大于1/2 管长，方可开始拔管，现场要有专人记录碎石灌入量、拔管速度等参数，基本控制在每根桩9 斗料为准，确保不小于设计灌入量，拔管前先留振1 min 开始拔管，边振边拔，每拔1 m 留振1 min，如此反复直至全管拔出，拔管速度控制均匀。

2.7 桩成型、桩机移位

待一根桩施工完毕后，进行下一根桩的施工。碎石桩施工顺序从四周边开始向中间进行，由路基两侧向中间进行，采用间隔跳打的方式。如图2 为(a)桩架就位，套管尖插在标桩上;(b)打设到设计标高;(c)灌入1 m 高碎石;(d)拨起套管，活瓣桩尖打开，碎石留在桩孔内;(e)将套管再次打至填筑层底标高;(f)灌入1 m 高碎石，边振边提升，完成一层碎石填筑;(g)重复(c)～(f)施工步骤;(h)拨出套管，完成碎石桩。进行下一层碎石填筑。

图2 碎石桩施工程序图

2.8 质量检测

碎石桩施工完毕后对碎石桩和碎石桩复合地基进行检验，包括对桩身质量的动力触探试验和对承载力的静荷载试验检测。检测数量一般遵守以下原则:选择试验点时应本着随机分布的原则进行选择(试桩的五根应全检)。质量检测:检查施工纪录，重点检查沉管贯入深度、填料的连续性、单桩每延米桩体的碎石用量。静载单桩承载力不低于600 kPa。动力触探试验检测桩的数量一般取碎石桩总桩数的5%，用重II 型动力触探测试，灌入量10 cm 时，击数不小于5 次。对于桩检不合格的桩，周围补桩三根，补桩工艺按检桩合格的工艺进行。本工程碎石桩密实度捡查为试桩根数9 根，用重Ⅱ型动力触探测试，贯入量100 mm 时，击数应大于5 次，待施工完毕，及时进行强度的检测。施工质量标准见表1。

表1 碎石桩施工质量标准

2.9 施工中注意事项

(1)应保证起重设备平稳，导向架与地面垂直，垂直偏角不应大于1.5%，成孔中心与设计桩位偏差不应大于50 mm，桩径偏差控制在±20 mm 以内，桩长偏差不大于100 mm。

(2)桩底1.5 m 范围内宜多次反插，以扩大桩的端部断面，穿过淤泥夹层等软基地层时应放慢拔管速度，并减少拔管高度，并增加气动开门装置，强制性的使石料灌入。

(3)碎石灌入量不得小于设计要求。提升和反插速度必须均匀，反插深度由深到浅，每根桩在保证桩长和碎石灌入量的前提下，总反插次数一般不得少于12 次。

(4)振动成桩至地面时应向下复振1 m，确保不产生凹桩。

(5)碎石材料应符合设计要求;应严格按试桩结果控制振冲器的留振时间;分批加入碎石，注意振密挤实效果，防止发生“断桩”或“缩颈桩”。

3 试桩结论总结

3.1 单桩成桩时间

单桩成桩时间为最短26 min，最长29 min，平均成桩时间27 min。

3.2 打桩速度和反插次数

在桩机打桩的过程中，平均提升速度为0.8 m/min，平均反插次数为13 次。

3.3 充盈系数

桩长为9 m 的碎石桩平均实灌碎石方量为2.09 m3，根据表中数据，可以计算出平均充盈系数为1.01(实灌碎石量/设计碎石量)。

3.4 质量检测结果

试验桩已用重型Ⅱ触探仪检测完毕，均能满足设计要求。

4 结 语

综上所述，在碎石桩施工中，需要严格按照施工方案进行施工，并且及时的对现场的数据进行收集、整理和分析，形成书面的碎石桩试桩总结报告，并且在今后的施工中，以试桩结果为指导依据，并且根据工程实际情况进行相应的调整。根据分析，本工程试桩成果为9 m 碎石桩打桩时间为26 ～29 min，打桩平均速度为27 min，反插次数为10 ～14 次，灌碎石量为2.08 ～2.11 m3之间，平均充盈系数为1.01。

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［2］曾冲.浅谈软土地基处治方法及施工工艺［A］.河南省第五届学术年会铁道分会场专集［C］.2009，(8):234－245.

［3］黎奖洪.振冲法碎石桩在煤屑及淤泥层软土地基中的应用［J］.铁道建筑，1981，(7):123－124.