振动沉管碎石桩施工技术措施及质量控制要点

　　摘要：李朗路工程局部进行软土地基处理，采用碎石桩进行处理，本文主要介绍施工技术措施及其质量控制要点
　　关键词：振动沉管碎石桩；技术措施；软基处理；质量控制
　　
　　一、工程概况
　　李朗路工程K1+130～K1+365、K1+520.820～K1＋580、K1+780～终点路段，分布有5m～16m厚人工填土，主要成分为亚粘土，稍湿、松散，欠固结，人工填土层往下为含砂亚粘土，可作为路基持力层。采用振动沉管碎石桩处理法进行软土地基处理。
　　沉管碎石桩直径50cm，桩长在7m～14.5m之间，桩中心间距：1.4m，过渡段为1.6m，均按梅花形布置。制桩材料选用碎石,粒径为20mm～50mm，含泥量不应大于10％。
　　二、施工工艺
　　1、碎石桩复合地基施工工序
　　平整软基工作面（即现状整平层标高）→碎石桩施工→碎石桩检测与验收→铺设钢塑土工格栅→铺设50cm褥垫层→复合地基强度检测与验收→路基填土
　　2、每孔点碎石桩施工程序
　　吊机进场→振孔器就位→振动挤土成孔→提起振孔器倒入碎石→振捣→制桩至孔口→移位至下一点
　　三、施工程序控制
　　振动法施工时，应根据试桩成果，控制填碎石量、提升高度和速度、挤压次数、水压和时间以及电机的工作流量等，以保证挤密均匀和桩身施工的连续性，碎石挤密桩应从外围或两侧向中间进行，碎石挤密间距较大时可逐排、间隔进行，碎石挤密施工，应保证桩位准确，其纵向偏差应不大于桩管直径，桩身连续、不断桩、不缩颈和垂直，垂直度偏差不大于L/100，且不打于1.5﹪。施工完毕后，将桩顶以上松土清除干净，碾压密实后再进行碎石垫层施工。
　　四、施工技术措施
　　（1）轴线放样
　　根据业主提供的控制点及设计图纸，由专业测量人员测放出拟建物轴线及控制点，并加以妥善保护，以便打桩时引测、控制、复核桩位。
　　由于打桩产生的挤土作用，可能对控制点造成影响，所以施工期间，对控制点每周复测两次，发现位移及高程变化，及时调整临时坐标值和标高值，以免引起较大误差。
　　（2）测放桩位
　　放线定位严格遵守《工程测量规范》中有关桩基施工的规定。复核场地轴线及控制点无误后，采用经纬仪和钢卷尺，由专业测量人员测放桩位，并作好标记，埋设桩尖，要求放样误差≤2cm。定位与打桩间隔不超过24小时，施工过程中，要尤其注意防止破坏标识引起桩位不准，并随时复核，对因挤土作用引起的桩位偏差，及时调整。
　　（3）试桩
　　为更进一步掌握施工区域的地质土层状况，获取更准确的一手资料，验证施工工艺在该区域的适应性及地区差异，检验设备选择是否合理，明确本工程的自身特点，以便更科学地指导施工，正式施工前，首先进行试桩工作，以确定成桩参数，作为正式施工时的控制指标，并将试桩结果反馈给业主、设计单位。
　　试桩按正常桩施工，试桩位置一般为打桩流水起点的桩，亦可在业主、监理指定的位置进行试桩。做好试桩记录。
　　（4）施工顺序
　　施工顺序一般可采用“由里向外”或“一边向另一边”的顺序进行。在地基强度较低的软粘土地基中施工时，考虑到减少对地基土的扰动影响，可采用“间隔跳打”的方法。对于群桩基础的中心距小于3.5倍桩径时，也应间隔进行施工。
　　当加固区附近有其它建筑物时，必须先从邻近建筑物这边开始施工，然后逐步向外推移。
　　（5）桩机就位
　　桩机就位时，机架必须水平稳固，沉管垂直对中，用吊垂进行目测，要求桩管底板中心与桩位误差≤2cm，沉管垂直度偏差≤1.5H%，并在打桩过程中随时跟踪检查桩管的垂直度。
　　（6）振动成孔
　　机械就位合格后，沉管在自由状态下对正桩位，利用锤重及沉管自重徐徐静压1-2m后开动振动锤振动下沉，且宜收紧加压钢丝绳提高沉管效率，每下沉0.5～1.0m，留振5～10S，直至设计深度。
　　（7）石料投放
　　石料选用级配良好的新鲜石料，径粒20～50mm，最大不超过60mm，含泥量小于10%，若石料被周围土体污染，应进行冲洗处理。石料须复检合格后方能使用，已经风化的石块，不能作为填料使用。
　　沉管至设计深度或沉管拔出地面时，及时投料或补料至满，并及时清除孔口、管壁的泥土，防止混入石料中。必须保证投料量，碎石灌入量每延米不少于0.2M3，单桩最后一次加料必须将设计石料用量全部用完。单桩填料量必须大于成孔体积。
　　（8）反插
　　振动成孔后，停振灌料至满，先振动再开始拔管，边振边拔，每次拔管高度0.5～1.0m，反插深度0.3～0.5m，并停拔振动5～10S。
　　反插数次至桩管内碎石全部投出，第一次投料成桩长度应小于桩管长度的一半。用料斗从空中进行第二次投料直至灌满，振动拔管，进行数次反插，直至管内碎石全部投出。提升桩管高于地面，停止振动，进行孔口投料至地面，反插并补料，数次反复至设计用料用完。
　　在上述过程中，提升和反插速度须均匀，拔管速度一般控制在1.0m/min，在穿过软弱的淤泥夹层时，应放慢拔管速度，控制在0.5m/min，并减少拔管高度和反插深度。
　　（9）加压成桩
　　反插结束后，将料补满至地面，下落沉管至桩顶，收紧加压钢丝绳，加压成桩，并控制好桩顶标高。
　　（10）施工记录
　　每根桩在施工过程中，必须做好原始记录，并随时观测桩顶和地面有无隆起及水平位移。
　　五、质量控制要点
　　1、严格控制碎石质量：碎石桩碎石填料应采用未风化、抗浸蚀的干净砾石或轧制碎石，粒径20～50mm，含泥量不得大于5%，内摩擦角不小于38°。
　　2、试桩：试桩目的是为了验证设计桩长能否进入持力层，确保碎石桩软土地基处理效果，因此，应在施工前，根据设计要求在现场进行制桩试验和必要的测试，便于确定主要技术参数，以保证大面积施工质量。应选择符合设计和规范要求的石料进行试桩，并记录制孔、清孔、制孔时间和深度、钻进速度（m/min）、压入碎石量及电流变化等，以选定科学合理的施工技术参数。试桩应在勘察、设计、监理、施工单位人员在场情况下进行。
　　3、严格控制桩长：通过试桩确定设计桩长能否满足承载力要求，在施工中，应按照试桩结果确定的桩长进行施工。桩管贯入深度即为桩长，应在装机机身和桩管上做好贯入到位的标记。
　　4、严格控制桩身质量：成桩过程中通过振动反插将碎石挤密，应控制拔管高度、反插深度及挺拔振动时间。
　　5、严格控制碎石灌入量：计算出理论碎石灌入量，严格按照理论碎石灌入量投入碎石。
　　6、为了减少对地基土的扰动影响，严格按照“间隔跳打”的方法进行施工。
　　7、根据设计要求及有关施工规范的规定，本工程相关的质量控制标准如下表：
　　序号 内容 允许偏差 检查方法
　　1 桩位（mm） ≤0.40D 用钢尺量，D为桩径
　　2 桩径（mm） -20 用钢尺量或计算填料量
　　3 桩长（mm） +100 测桩管长度
　　4 垂直度（%） ≤1.5 用吊锤测桩管
　　5 灌石量（M3） 不小于设计值 现场计量
　　六、常见问题及对策
　　根据工艺要求及施工经验，施工中应切实注意振密挤实效果，防止发生“断桩”、“瓶颈桩”等质量事故。施工中常见问题及预防、处理方法如下表：
　　常见问题 产生原因 预防措施与处理办法
　　桩靴进水进泥 预制桩靴被打坏或与沉管接触不严密。 1、确保砼桩尖强度，可在桩靴与沉管接口处垫上稻草绳圈；
　　2、拔出桩管，清除泥沙，用砂回填后重置桩尖、重新沉管。
　　断桩 常见于地面以下1～3m的不同软硬层交界处，裂痕呈水平或略倾斜。 1、严格控制软硬层交界处的拔管速度在0.5m/min以内；
　　2、控制拔管高度，确保桩管内有足够的石料。
　　瓶颈桩 常发生在饱和的淤泥或淤泥质软土地基中。 1、在穿越软弱土层时，减少拔管高度和反插深度；
　　2、严格控制在软弱土层中的拔管速度在0.5m/min以内。
　　七、施工检验
　　根据(城镇道路工程施工与质量验收规范CJJ1-2008)复合地基载荷试验数量不应少于总桩数的1％，且不少于3个点，每压板检测3根桩，本工程检测桩数为91根共计检测点31处。
　　从检验的结果可得，桩体的密实度达到中密～密实状态，符合设计要求，
　　结束语：
　　振动沉管碎石桩对松散人工填土具有挤密作用，并且中密-密实的碎石桩身比土的承载力要高，因此，振动沉管碎石桩对软土地基处理效果较好，处理后的复合地基承载力能够满足道路路基承载力要求。

《振动沉管碎石桩施工技术措施及质量控制要点》

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