端夯扩碎石桩在某暗渠地基处理中的应用研究

刘义发

摘要：本文叙述了某暗渠地基处理的施工工艺，介绍了地基承载力及桩体材料的检验方法，分析了检验结果，证明夯扩碎石桩可以提高建筑物的地基承载力，在地基处理方面是可行的。

关键词：端夯扩碎石桩；地基；承载力

1 基本情况

某暗渠工程由进口渐变段、进口检修闸、渠身段、出口检修闸和出口渐变段五部分组成，轴线长720m。渠身为3孔一联的钢筋混凝土箱形结构，单孔尺寸8.0×9.8m（宽×高），闸室均为开敞式钢筋混凝土整体结构。

暗渠地基为第四系上更新统中段黄土状壤土，局部夹黄土状砂壤土透镜体，下部为上更新统下段壤土、粘土、砂土、卵砾石以，底部为第四系下更新统冰碛、冰水积泥砾、粘土，局部底部为第三系泥岩、下元古界滹沱群砂岩。

2 设计指标

暗渠进出口段地基承载力设计值为130kPa，翼墙不同荷载组合下地基最大平均应力为218.8Pa，最大地基应力为240.8kPa，采用“端夯扩碎石桩”方案对进、出口渐变段翼墙地基进行处理。暗渠进出口段设置端夯扩碎石桩共计 400 根，桩长分别为 5.5m 和 6.0m。端 夯扩桩成桩直径为 600mm，桩间距为 1.8m，正方形布置。

具体施工技术指标要求如下：

⑴重型动力触探试验 N63.5，桩身材料锤击数20 击，小于 20 击为不密实

桩；检测数量为桩孔总数的 2%且不小于 6 点。

⑵桩、土复合地基承载力和压缩模量检测，随机抽检率为 0.5%，且不小于

3 点。要求复合地基承载力不小于 220～240kPa，加固后桩间土承载力不小于 150kPa，粘性土承载力不小于 200kPa，桩体承载力不小于 700kPa。 施工后应间隔一定时间方可进行质量检验。动力触探试验：对饱和粘性土 地基应待孔隙水压力消散后进行，间隔时间不宜少于 28d；对粉土、砂土和杂填 土地基，不宜少于 7d。设计规定 7～14d 内。桩土复合地基承载力和压缩模量检 测，应在成桩 14d 后进行。

3 端夯扩碎石桩施工工艺流程

3.1 施工前期准备

（1）掌握建筑物场地内建筑物坐标，高程控制点及其资料；

（2）掌握建筑场地内及邻近高压电缆、地下管道、地下构筑物及障碍物的调查资料；

（3）建筑场地内做到三通一平；

（4）检查施工机具，确保施工机具的性能稳定。

3.2 施工工艺流程

3.2.1定桩位线

测量班组从标段高程、平面控制网引控制点至施工现场，临时控制点应布设在 与施工桩位通视良好，且不会被施工机械设备所干扰的位置。碎石夯扩桩施工前， 由测量人员按设计图所标明的桩位进行测量放样，确定桩中心位置，钉设中心桩， 并复核桩施工底表面高程是否满足设计图所给出的桩顶高程。为了保证桩体碎石夯 击密实性，去除桩顶锤击松散桩头，一般将夯扩桩施工地表高程控制在桩顶设计高 程上 0.5m。为了保证夯扩桩机护筒就位时其中心与放样点重合，减小桩位偏差，在 确定桩位中心点后，在桩中心外引出定尺寸的十字线护桩，十字线护桩与桩位中心 距离应大于夯扩桩机护筒半径，为方便现场尺量复核，按照 600mm 桩径，把十字 线护桩与桩位中心距离定为 500mm。

3.2.2 桩机就位

桩机就位前应检查桩机设备工作是否正常，如有设备故障，应检修保证其正常 运转。

粗就位：移桩机就位至所需施工桩位上，夯扩桩机护筒位于所施工桩位中心桩 的正上方。

精对位：为保证所施工的碎石夯扩桩桩位偏差满足施工规范要求，将桩机护筒 悬放至其下沿距地表面 3cm 处，施工技术人员通过量测中心桩位所引出的护桩与护 筒外表面距离，逐步微调桩机机位，使十字护桩与护筒表面距离完全一致。

3.2.3 明确施工参数

在碎石夯扩桩施工前通过成桩试验进行桩施工参数总结。对于碎石夯扩桩来说，主要有一下几个参数需要明确，以保证成桩质量：

（1）定量填料：按照施工设计要求，每层填料体积取为 0.14m?。为保证每层下料符合该要求，将碎石通过容积为 0.14m?的容器称量后投入护筒 。

（2）桩底第一层填料在经过大能量夯击后（落锤高度 10m 左右），其后桩体夯击 以标准落锤高差 6m 进行夯击，总结出单击贯入度小于 6cm 时的夯击次数，以此指导 桩体夯击施工。 在有效桩长顶部（建基面高程处），总结出三擊贯入度小于 18cm 时的夯击次数， 以此作为桩体施工收锤标准指标。在建基面以上 0.5m 加长段，总结出单击贯入度 小于 10cm 时的夯击次数，同时该夯击次数不得使桩体周围地表隆起不超过 15cm， 作为成桩收锤指标。

3.2.4 质量控制主要指标

⑴桩孔的垂直度偏差≯桩长的 1%；

⑵成孔允许偏差 20mm；

⑶成桩允许偏差：≯桩径/4

⑷夯扩后地面隆起≯15cm；

⑸成孔时，桩端是否达到持力层的标准为：单击贯入度≯8cm；

⑹填料夯实时，作为每层收锤的标准为：单击贯入度≯6cm；

⑺填料至有效桩长的桩顶时，作为收锤的标准为：三击贯入度≯18cm，重锤落 距为 6.0m，锤重 3.5 吨。

⑻建基面上部 0.5 m 加长段，作为每层及成桩收锤的标准为：单击贯入度≯10cm ，且地面隆起不得超过 15cm；

4 成桩检验

为保证碎石桩桩体密实度达到密实，施工过程中采用重型动力触探（N63.5）跟踪监测，标准为重型动力触探锤击数20；为保证碎石夯扩桩对土质地基的挤密达到设计要求，群 桩施工完成后，桩间土采用重型动力触探（N63.5）进行抽样检测；为保证复合地基承载力满足要求，在成桩 14d 后，对碎石夯扩桩进行复合地基检测，要求复合地基承载力不小于 240KPa。

4.1 现场静载实验结果

静载荷试验采用堆重反压平台装置，上部堆载配重块提供试验荷载。在承压板 中心放置经率定的油压千斤顶作为加载装置，对称布设两个大量程百分表测试地基 的沉降。本次实验共完成7个单桩复合地基、7个桩间土的静载实验。7个点的单桩复合地基静载承载力均大于240KPa，对应的沉降值在11.4—13.01mm之间，均小于沉降规范值，承载力满足设计要求；7个点的桩间土的静载实验承载力均大于200KPa，对应的沉降值在7.7—8.22mm之间，均小于沉降规范值，承载力满足设计要求。

4.2 动力触探实验结果

对桩体材料的检验采用了动力触探，现场动力触探共进行了28根，最大值为89，最小值为20，最大平均值45.9，最小平均值30.8，桩身密实度均能满足设计要求的N63.5。

5 结束语

根据检测资料，可以得出如下结论：

1.端夯扩碎石桩处理地基的效果较明显，处理深度均达到设计深度。端夯扩碎 石桩复合地基处理方案对该暗渠基础地基处理是可行的；

2.通过 7 个点桩间土静载荷试验，地基处理后桩间土的承载力有一定程度的提 高，且特征值均大于等于 200kPa。但桩间土的静载试验发现由于振动施工导致上部 表层桩间土有松散现象，建议在垫层施工时应进行压实；

3.通过 7 根端夯扩碎石桩单桩复合地基的静载荷试验，其承载力特征值均满足 设计要求的 240kPa。