[12-11 16:59:19] 来源：http://www.tmgc8.com 公路工程 阅读：3446次
摘 要：介绍了振冲碎石桩基本加固原理，结合实际工程，介绍一下振冲碎石桩的施工施工工艺，仅供相关技术人员参考。
关键词：振冲碎石桩、失陷性黄土、施工工艺
黄土是一种以粉粒为主的、多孔隙、天然含水量小、呈黄红色、含钙质的粘质土，广泛分布于我国华北、西北地区，黄土的湿陷性是在外荷载或自重的作用下受水浸湿后产生的湿陷变形。当含水量增加将直接影响土体的力学性质，降低地基承载力，对工程质量造成极大危害。下面结合振冲碎石桩在某合同标段加固湿陷性黄土的有用，介绍一下其加固机理及施工工艺。
1 工程概况
本合同段工点范围内出露在地层为第四系上更新统洪积砂质黄土：厚度大于10m，浅黄色，土质较匀，表层含有较多的植物根系，粘性较差，粉感强，硬塑一坚硬，II级普通土，=120 kPa，具II级自重湿陷性，湿陷土层厚10m。水文地质条件：工点范围地表水和地下水均不发育，地震动峰值加速度为0.3g，土壤最大冻结深度为1.38 m。本工点DK20l+300～DK20+580段路堤基底采用碎石桩复合地基进行处理，以消除湿陷性影响，处理宽度为坡脚外2 m~3 m。碎石桩直径为0.8 m，间距2.5 m，长度7 m，按等边三角形布置。碎石桩顶部铺设一层0.5 m的碎石垫层，垫层上铺设双向土工格栅。
2 加固原理
碎石桩是在地基中用碎石设置一定高度竖向桩体，形成复合地基，通过桩土的变形协调，大部分荷载传递给刚度大、强度高的碎石桩体，土体上的负荷大为减少，改善复合地基的工程性能，增强地基承载力。同时，碎石桩能使黄土密实度增加，孔隙比减小，压缩性减少，从而消除湿陷性 碎石桩还可提高抗震性能，减少沉降与不均匀沉降，缩短沉降期，达到加固湿陷性目的。其加固机理主要表现在以下四个方面。
2.1 碎石桩在粘性土地基中的力学和变形特性
用振冲法在粘性土地基中由同散粒材料组成的碎石桩有它独特的力学性能，它不同于刚性较大的钢筋混凝土桩。碎石桩的特点有：1)桩直径较粗大，一般在70 cm～l10 cm；2)它沿轴向可以是变直径的，由于振冲器的输出能量是固定的，在地基土遇到较软的地方，桩的直径就增大，较硬处桩直径就减小；3)碎石桩的刚度比四周的地基土大得多，但比钢筋混凝土桩要小；4)碎石桩在受力过程中可以适应较大的变形，与刚度较大的钢筋混凝土桩相比，它是一种柔性桩。
2.2 复合地基的沉降减小原理
复合地基的沉降量较天然地基大为减小，其原因主要有：1)复合地基的置换率；2)复合地基的应力状态与原天然地基不一样，由于土中嵌入刚度较大的碎石桩，应力条件得到厂改善，大部分应力集中在桩体上，而桩体变形又小于土体，土体应力减小，变形亦减小。再者，桩体受力后的变形主要集中在上部，而复合地基上部一般均波置垫层，而且施工时也是上部质量较好，因此具备减小复合地基沉降量的良好条件。
3 总体施工方案
在满足“三通一平”的原则下施工。
3.1 施工放样
平整场地后，测量地面高程，按设计图在现场放样，间距2.5 m，按等边三角形布置 桩长度为7 m，在现场用小木桩标出桩位，桩位偏差不得大于3 m。
3.2 施工工艺参数
根据试桩情况，采用振冲器成孔，分次分层填料，桩的施工顺序采用由线路右侧往左侧的方式，有利于挤走部分软土。为减少制桩时对原土的扰动，用问隔跳打的方式施工现经试验确定该段碎石桩各主要要素如下：
1)造孔：根据现场地质情况，造孔电流为60 A~80A，此水压应控制在600~800kPa较为适宜。
2)清扩孔：由于造孔时间长，孔内泥浆较清，因此清孔、扩孔同时进行，倒少量石料振冲器由上向下完成。
3)制桩：根据试桩的情况，为确保工程质量，制桩标准定为：密实电流50 A~55 A，制桩水压200~400kPa，填料采用连续填料法，由下向上逐层密实50cm~80cm，留振时间5s~10s，填料约4m，大于设计量。在施工中主要控制制桩过程中桩体的密实电流、填料量及留振时间。
3.3 制桩详细操作步骤
1)将振冲器喷嘴中心对准桩位．开水开电。检查水压、电压和振冲器的空载电流值是否正常。
2)启动吊车，使振冲器以1m/min~2m/min的速度在土层中下沉。在下沉过程中的电流值不得超过电机的额定值，万一超过时，必须减速下沉，或暂停下沉，或者向上提升一段距离，借助高压水冲洗松土层后再继续下沉。在开孔过程中，要记录振冲器经各深度的电流值和时间。电流值的变化定性地反映出土的强度变化。www.tmgc8.com
3)当振冲器达到设计加固深度以上30cm~50cm时，开始将振冲器往上提，直至孔口。提升率可增至5 m/min~6 m/min。
4)重复步骤2)和3)一至二次。如果孔口有泥块堵住，应把它挖去。最后，将振冲器停留在设计加固深度以上30cm~50cm处，借循环水使孔内泥浆变稀，清孔时间1min~2min，然后将振冲器提出孔口，准备加料。
5)往孔内倒0.15 m3~0.5m3填料，将振冲器沉至填料中进行密实，这时，振冲器不仅使填料振密，并且使填料挤入孔壁的土中，而使桩径扩大，由于填料的不断挤入，孔壁土的约束力逐渐增大，一旦约束力与振冲器产生的振力相等，桩径不再扩大。这时振冲器电机的电流值迅速增大。当电流值达到规定值时，认为该深度的桩体已经振密。如果电流值达不到规定值，则需提起振冲器继续往孔内倒一批填料，然后再下降振冲器继续进行振密。如此反复操作，直至该深度的电流达到规定值为止。每倒一批填料进行振密，都必须记录深度、填料量、振密时间和密实电流。将振冲器提出孔口，准备做上一深度的桩体。重复上一步骤，自下而上制作桩体，直至孔口，这样一根桩就形成了。施工时及时填写施工记录表及制桩统计图。关机、关水，移位在另一根桩位上继续制桩。
6)加固区碎石桩全部完成后，进行表层推平、碾压密实，碎石桩顶全断面铺设一层厚50 crn的碎石垫层，碾压密实整平并满铺双向土工格栅，不仅提高了地基的整体受力性能，使基底压力比较均匀地作用于复合地基上，也可构成基底排水层，加速复合地基排水固结。
4 处理效果
本工点碎石桩的主要目的在于消除黄土湿陷性，未对复合地基承载力作定量要求，故仅对抽检桩身进行动力触探试验，检验其密实度。本工点共完成碎石桩14321延米。华夏岩土技术开发公司通过挖除试验桩周围土体量测及进行N63.5动力触探按2％抽检试验结果显示：有效桩身直径在0.85 m~0.92 m，桩底高程偏差在7cm~24 cm，成桩效果良好，每根桩N63.5值均大于10，平均N63.5值为13。根据实际锤击数的修正值与密实度间的关系，此N63.5≥10时桩体均匀连续、密实程度达到紧密状态，确认桩身整体质量良好，满足设计要求。
