振动沉管碎石桩在复合地基处理中的应用

易剑辉，郭志辉，余文龙

（湖南航天建筑工程有限公司，长沙410205）

1 引言

随着城市工程建设的发展，软弱地基加固处理的方法也越来越多，振动沉管碎石桩由于施工机械简单、便于操作、桩体材料来源广泛、工程造价低、施工速度快等优点，在全国各地广泛使用[1]。本工程建（构）筑物地处丘陵与滩涂交接地段，属滨海淤积地貌。根据工程的使用要求，通过细致的沉降分析，进而提出技术可靠、造价经济的振动沉管碎石桩复合地基处理方案，并对其进行处理，以满足场地工后沉降、不均匀沉降等要求。

2 工程概况

台山市万方石业有限公司厂房建设项目位于台山市北陡镇，为大型石材加工厂房，本场地由北向南分别为1 栋手工加工车间（高10.65m）、1 栋大切车间（高10.65m）、5 栋精加工车间（高11.05m）、1 栋宿舍楼（高21.90m）。其中手工加工车间、大切车间、精加工车间区域平面尺寸为145.00m×336.00m，各栋建（构）筑物占地面积及规模不等，场地未规划有地下室。由于场地下卧淤泥层，沉降变形很大，且完成沉降所需时间长，如地基处理不当，往往会造成很大的工后沉降和不均匀沉降，严重影响上部建（构）筑物、堆场、道路及管线的正常使用。故本场地决定采用振动沉管碎石桩复合地基处理方案对地基进行处理。

3 工程地质、水文条件

场地原为丘陵与滩涂交接地段属滨海淤积地貌单元、现状为经填土平场而成。场地内土（岩）层自上而下有：人工填土层（Qml）的填土层，平均厚度4.18m→冲积土层（Qal）的淤泥层、粉质黏土层和中砂层，平均厚度7.56m→残积型土层（Qe1）的粉质黏土层，平均厚度2.00m→基岩全风化泥质粉砂岩和强风化泥质粉砂岩。本场地地下水主要为土孔隙潜水，但局部分布有渗透裂隙水，地下水主要受大气降水和地表径流补给影响，以蒸发及侧向径流为主要排泄途径。

4 施工方案

4.1 施工设备

DZJ-90 型振动沉管打桩机（沉桩最大深度：15m，最大沉管直径：500mm，沉管管靴选用锥形活瓣桩尖）、容量为0.5～1.5m3的装载机。

4.2 工艺要求

采用振动沉管工艺施工碎石桩，碎石桩直径500mm，梅花形布置，桩间距1.3m，桩长要求打穿淤泥进入下卧层不少于1.5m，该项目碎石桩数量共计304 143m（28 966 根），桩顶铺设厚度为50cm 褥垫层。

4.3 工艺步骤

试成桩→场地平整→测量放线→桩机就位→振动沉管→投料→振动提管和反插→补充加料→褥垫层施工→报表记录。

4.4 施工方法及技术措施

施工方法及技术措施包括以下几方面：

1）试成桩，确定施工参数。正式施工前，在工程非主要部位进行试成桩，试成桩数量应根据设计要求和场地的地质条件确定，且不得少于3 根。通过试成桩确定适合现场工程地质条件的沉管提升速度、每次提升高度、留振时间、反插深度、控制填碎石量等施工工艺参数。以指导下一步大规模振动沉管碎石桩的施工[2]。

2）场地平整。在地基处理施工前，对场地进行清理，清除各种杂物、石块等，再进行填土整平至设计标高。

3）测量放线。根据设计图纸确定碎石桩施工范围，准确放样出每根桩的桩位。

4）桩机就位。桩机就位后合拢锥形活瓣桩尖，桩管向下垂直且使桩尖对准桩位标记，垂直向下移动桩管使桩尖入土，通过调整桩机塔架保持沉管与地面垂直。

5）振动沉管。桩机就位后，由专人对桩机进行复核，位置偏差控制在±50mm 以内，沉管垂直度偏差控制在1.5%以内。施工前应在沉管上做好标记，振动沉管至设计桩底高程[3]。

6）投料。当沉管达到设计深度后开始进行碎石灌注作业。碎石要求表面粗糙，相对干净，硬度高，粒径15～60mm、含泥量小于10%。首次加料时，向管内一次性加满骨料，装载机每次装料量必须符合要求。

7）振动提管和反插。按试成桩确定的提升速度（1.0m/min）、每次提升高度（1.0～2.0m）、留振时间（30～60s）和反插深度（0.4～0.5m）进行振动提管和反插作业。

8）补充加料。保持地面以下管内填料充实，最终使桩身骨料高出地面0.3～0.5m。

9）褥垫层施工，褥垫层总厚度50cm。桩顶先铺设30cm 碎石垫层，再铺设一层20cm 高土工格室，土工格室内充填碎石。

10）报表记录。振动沉管碎石桩施工过程中需设专人对其施工参数进行记录，记录包括沉管垂直度、沉管深度、碎石用量、沉管提升速度、每次提升高度、留振时间、反插深度等，参数记录要求真实、准确。复合地基、单桩检测应在成桩施工完成并间歇一定时间后进行，间歇时间不少于28d。碎石桩桩体密实度采用重型动力触探进行检测，检测数量宜为总桩数的1%～2%，且不得少于3 根。复合地基承载力宜采用单桩复合地基荷载试验进行检测，数量不宜少于总桩数的0.5%，并不得少于3 组。单桩荷载试验的桩数不宜少于总桩数的0.5%，并不得少于3 根。

5 结语

目前，该项目地基与基础分部工程已施工完毕，地基子分部工程已通过验收。台山市万方石业有限公司厂房建设项目中的手加工车间、大切车间与精加工车间采用振动沉管碎石桩进行复合地基处理的应用实践取得了良好的效果。证明了振动沉管碎石桩进行复合地基处理不仅施工方便、技术可靠、造价经济，还能最大限度地保护周边环境。该方案赢得了参建各方的一致好评，为类似工程施工积累了宝贵经验。