浅谈公路振动碎石桩施工

2015-04-16韩守勇

建材与装饰 2015年17期

关键词：桩位成桩砂土

韩守勇

（青海第三路桥建设有限公司　810008）

浅谈公路振动碎石桩施工

韩守勇

（青海第三路桥建设有限公司810008）

碎石桩是指用振动、冲击或水冲等方法在软弱地基中成孔后，再将碎石挤入土中形成大直径的由碎石所构成的密实桩体，通过加固砂性土地基的主要目的，是提高地基土承载力、减少变形和增强抗液化性。

原理；工艺；注意事项

1　碎石桩加固原理

碎石桩加固砂土地基抗液化的机理主要有三个方面：

1.1挤密作用

在成桩过程中桩管对周围砂层产生很大的横向挤压力，桩管体积的碎石挤向桩管周围的砂层，使桩管周围的砂层孔隙比减小、密实度增大。

1.2排水降压作用

碎石桩加固砂土时，桩孔内充填碎石（卵石、砾石）和粗砂等反滤性好的粗颗粒料，在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水降压通道，可有效地消散和防止超孔隙水压力的增高，防止砂土产生液化，并可加快地基的排水固结。

1.3砂基预震效应

碎石桩在成孔及成桩时，振动锤的强烈振动，使填入料和地基土在挤密的同时获得强烈的预震，对砂土增强抗液化能力是极为有利的。复合土层起垫层作用，垫层将荷载扩散使应力分布趋于均匀，从而提高地基整体的承载力，减少沉降量。

2　施工工艺

2.1前期准备

（1）施工放样。在碎石桩施工前，根据路基宽度和设计参数绘出布桩图。依布桩图放出施工区域大样，在每区域按设计桩距进行桩位放样。

（2）清理平整场地，如果施工地面土质较差、承载力较低时，应铺设卵石垫层，以满足施工机械场地的行走要求。消除高空和地面障碍物

（3）材料要求。所用碎石应由未风化的干净砾石或扎制碎石而成，级配采用1-2-3自然级配，含泥量不大于5％，且最大粒径不大于4cm。

（4）对位。根据设计，确定加固机体的位置，桩机井架上必须设置标尺。桩机就位时必须调平、稳定，确保在施工中不发生倾斜、移位。

（5）试桩试验。碎石桩施工前，各工点先做2～3根试桩，确定出成孔速度、填料方法、填料量、挤压次数和时间、留振时间和电机工作电流等，这样一方面确定施工时采用的施工参数和最佳的施工工艺，一方面摸清处理效果、制桩的难易程度及可能出现的问题，最后确定制桩工艺，以指导施工。

2.2工艺流程

碎石桩施工的机械设备是以振动沉管桩机为核心，其他设备与桩机的生产能力相匹配，并满足质量控制和检测的需要。桩的施工顺序采用从四周边开始向中心进行，相邻两桩必须跳跃间打。

具体施工为：

（1）桩机就位。根据桩机走行钢轨上标出的桩位标记，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，人工合龙活瓣式桩尖，对准地面上标定的桩位。

（2）桩套管就位后，开动振动锤使套管徐徐振入土中。当第1节套管入土离地面0.8～1.0m时，进行接桩。接好桩后，再振桩。如此循环直至记录全过程的电流值、速度、时间等，并要求随时校正桩锤与桩身的中心线重合，以防偏振。振桩过程中，如发现下沉速度突然减小，此时可能遇上硬土层，应停止下沉而将桩略提升0.6～1.0m，重新快速振动下沉，可较易打穿硬土层而顺利下沉。沉桩时如发现有中密以上的细砂、粉砂、重粘砂等硬夹层，其厚度在1m时，可能沉入时间过长或难以穿透，继续沉入将易损坏桩头和桩机，并影响施工质量。此时应会同有关部门共同研究，根据实际情况采取恰当的措施。

（3）灌碎石。根据桩深和试桩时确定的充盈系数（充盈系数=碎石填料体积/沉管体积，一般在1.3～1.5之间）制作进料斗，按规定的灌碎石量将碎石装入桩管内，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。

（4）沉入过程中的振动挤密：碎石从桩管投料口处投入桩管内时边振实、边往上拔桩管，形成密实碎石桩，提升速度控制在5～8cm/min。当桩套管提升到规定高度时，将套管再次下沉，利用振动及桩尖的挤压作用使碎石密实。每次提升桩管50cm，挤压时间以桩管难以下沉时为宜。按上述方法往复升降压拔桩管，直至所灌的碎石将地基挤密。

（5）完成该桩灌碎石量，桩管提至地面，进行下一根桩的施工。