浅淡振冲挤密碎石桩施工技术.doc

浅淡振冲挤密碎石桩施工技术

关键词 振冲挤密碎石桩 承载力 软基
1.工程概况
我公司承建的福州国际机场高速公路A8合同段，地处长乐冲海积平原地带，软土地基长达3.09km，地表以下20米范围内为饱和砂土或饱和亚砂土，局部严重液化，工程地质差，在外载作用下会产生一定沉降变形。考虑以上因素，标段内全部结构物地基设计上都采用振冲挤密碎石桩进行加固处理，振密碎石桩单根设计孔径为80cm，最大桩长15m，总量有63543延米。振冲挤密碎石桩的良好施工质量是确保结构物地基稳定的关键因素，其施工技术也就成了本工程项目的控制重点。
2.振冲挤密碎石桩工作原理
60年代以前，振冲法主要用于加固软弱砂类土地基，称之为振冲挤密桩，其后，国外的工程界对之加以改造，通过在桩孔中填入碎石等坚硬材料来置换部分原地基土，以此达到加固地基的目的。
振冲挤密碎石桩是利用能产生水平方向振动的管状设备，在高压水流冲切配合下，使地基成孔，然后向孔内分批填入碎石等坚硬材料，用振冲器将其挤密，形成碎石桩。这样，一方面碎石桩与地基土形成复合地基，另一方面，由于填入坚硬材料和振冲作用，使原地基土被挤密，原地基土中的水又被压入碎石桩，故地基土的物理力学性能得到改善，从而使地基的承载力得以提高，沉降量得以降低。
3.振冲挤密碎石桩施工技术
据了解采用振冲挤密碎石桩方法对软基进行处理，在福建省高速公路设计中还属首次，项目部技术人员也没有从事这项施工的经验，因此我们参考翻阅了有关振冲挤法施工的资料，从了解这项施工的关键技术出发，结合设计要求，制定了完备的施工方案。
3.1机具设备选定
振冲造孔是振冲挤密碎石桩施工的关键技术之一，成孔机具设备根据设计孔径、单根桩最大长度及地质状况等因素而选定；所选用的水泵供水压力不低于0.5MPa，供水量大于20m3/h；在控制电流操作台上，还配备了150A电流表和500V电压表，主要施工机具见下表：
序号
名 称
型 号
功 率
数 量
用 途
1
振冲器
ZCQ-75
75KW
1台
造孔挤密、填料
2
汽车吊

16T
1台
起落振冲器
3
水 泵
JQZ-61-2
17KW
1台
供振冲水
4
污水泵
JQZ-32-412
4KW
2台
排泥浆
5
潜水泵

2.2KW
1台
给水箱供水
6
水 箱
6m3

1个

7
装载机
0.8m3

1台
填料
3.2施工人员配置
根据振冲造孔及成桩施工过程，各施工环节必须配备专人负责，统一指挥，才能保障每根桩施工顺利进行，按工期安排，我们安排了二班制作业，其劳力组织见下表
序号
工 种
人 数
工作内容
1
孔口指挥
2
除负责孔口外，兼管现场
2
吊车司机
2
操纵吊车起落振冲器
3
记 录 员
2
现场施工记录
4
普 通 工
2
排泥浆，拉大绳，调水压
5
电 工
2
安装电线，电气维修
6
填 料 工
16
孔口填料，运料
7
技术人员
1
负责技术指导，兼管统计
合 计
27

3.3施工方法
3.3.1施工前按设计图纸在现场定出孔位，并编号，将施工用水管路和电路引到现场，安排好施工产生的污水、泥浆的排放设施。
3.3.2 根据桩的平面布置确定施工顺序，一般施工顺序是“由里向外”或“一边推向另一边”，这样施工有利于挤走部分软土。
3.3.3 每根桩施工步骤：振冲成孔 清孔 填碎石并捣实
3.3.4 施工要点：当振冲器到达孔底以上0.5m时，要将振冲器提出孔口，再放下，如此反复1~2次，升降速度为5~6m/min，然后将振冲器停在孔底以上0.5m处，开始清孔，2min后提出振冲器，准备填碎石。第一次填料可以多一些。以后每次填料高以不超过0.5m为宜。当电源达到规定值时，应稳定10~20s再提升，否则应继续加料振密。
3.3.5 对每根桩的电流、水压、深度和填料高度等参数作详细记录，以判断地质的变化情况，如变化较大时，应及时与设计单位取得联系，以便对桩长作变更调整。
4.质量检测技术
振冲挤密碎石桩质量检测技术，常用方法是采用单桩复核地基承载试验，检测桩位确定是按随机抽样的办法进行，检测结果判定是根据复合地基在极限设计荷载作用下（设计应力值加上1.5的安全系数）地基累计沉降量与承载板直径之比来判定是否合格，并绘制Q-S曲线图来判定是否存在沉降急剧增大现象。
振冲挤密碎石桩施工完成后，现场按以上方法进行了检测，所检测结果均符合设计要求，合格率100%，比设计应力值提高2倍以上。
5.几点体会
（1）振冲挤密碎石桩是靠水的冲切和电机振动成孔，因此对水泵的压力和电机的功率要有足够的要求，在正式开工前，必须进行试桩检验，试桩根数不小于10根，以确定电流、电压及水压之间必要的施工参数。
（2）在施工过程中常常出现电机被烧情况，分析原因，一是冲杆垂直度严重超标，二是操作台人员操作不当造成，因此施工人员在上岗前必须进行岗前业务培训，熟练操作程序，才能确保施工顺利进行。
（3）碎石规格控制也是保证成桩质量一个重要前提，进场碎石规格应控制在2~5cm之间（过大粒径容易使振冲器外壳强烈磨耗），含泥量不应超5%，才能保证桩体密实，提高承载力。
（4）成桩施工技术是保证振冲挤密碎石桩质量的关键技术之一，每次填数量要根据地质条件而定，砂质土控制在0.2m3为宜，填料完成后振冲器要及时振密，如此反复进行，因此现场技术人员控制成桩质量基本原则就是做到“少填多振”，认真做好每次填料数量记录，以确保每根桩的施工质量。
（5）重视安全工作。因振冲挤密碎石桩施工是在有水的地面进行操作，所以各种电气设备除接地良好外，必须装置漏电保护器。另外，振冲器等主要设备必须由专业人员操作，不得随意更换。