振动沉管碎石桩在软基处理中的应用

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1、振动沉管碎石桩在软基处理中的应用　　(乌兰察布市公路工程局，内蒙古乌兰察布012000) 　　摘要：阐述了振动沉管碎石桩加固原理，对振动沉管法的施工技术、施工中的质量控制以及振动沉管碎石桩质量检测进行了比较详细的论述。 　　关键词：公路施工；软基处理；振动沉管碎石桩；加固施工；社会效益 　　中图分类号：U416.1文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)18—0130—02 　　公路工程软基处理常用方法有水泥土搅拌桩、堆载预压法、碎石桩或几种方法联合使用。水泥土搅拌桩桩身施工质量难于控制，在软土层中易于出现夹泥、缩径、搅拌不均匀等桩身缺陷，进而直接导致桩身承载力难

2、于保证，而且易污染环境。堆载预压法设计要求地基土参数较多，而且难于测定，最主要是施工工期较长。碎石桩施工方法有振冲法和振动沉管法。振冲碎石桩施工时用水量大，产生大量泥浆，容易污染施工现场。而振动沉管碎石桩处理砂土液化和饱和软粘土效果良好，具有施工速度快、工期短、无污染等特点。因而在公路软基处理中，振动沉管碎石桩被广泛应用。 1振动沉管碎石桩加固原理 　　碎石桩的加固机理一般可分为挤密和置换两种作用。对饱和粘性土，主要是置换；对砂性土，主要是挤密；对非饱和的粘性土。则同时兼有挤密和置换两种作用。一般认为，饱和土体的挤密作用随土中细颗粒含量而减少，置换作用随细颗粒含量的增加而增加。对砂

3、土、粉土及非饱和粘性土，碎石桩起到了挤密、排水、预振作用。对饱和粘性土，碎石桩的作用则是置换和排水。碎石桩用于地基处理，其本身是由散体材料组成，材料本身没有粘性强度，桩体的强度主要是靠周围土体的约束和桩身材料的摩擦维持的，在承受上部荷载时，桩体主要受力集中在桩顶附近4倍左右的桩径范围内。同时碎石桩由于设置了反滤性和渗透性都较好的碎石褥垫层，使得土体固结排水路径大大缩短，固结速度大大提高，土体的强度和对整体的约束能力也得到提高，从而使复合地基的承裁力得到提高。 2振动沉管法施工 2.1施工准备 　　施工前先清理平整场地，清除高空和地面障碍物；测量放出路基或涵洞轴线，按设计要求绘制布

4、桩图，并用白灰或小木桩标注于实地，测量原地面高程，确定空打深度；通过试桩确定施工技术参数；碎石材料进场并送样检验。 2.2机具设备 　　施工中一般采用额定功率37kW、激振力18t的DZ4O型或额定功率44kW(双电机)、激振力23t的KS45型的走管式振动碎石桩机，振动锤电机推荐使用转数为1450r／min的电机。 2.3施工技术参数的确定 　　施工前须通过试桩确定施工技术参数，即确定反插次数和桩尖直径。试桩应对每一种振动锤和桩管组合分别进行，试桩要选择多种组合，以找出最佳施工参数，既不浪费材料和机械，又满足设计对充盈系数和密实度的要求。施工技术参数，对不理想的试桩结果采取

5、相应对策重新试桩，直到找到最佳技术参数为止，试桩常见问题及对策见表1。 振沉管碎石桩施工工艺见下图。 　　740)this.width=740"border=undefined> 　　2.4.1整平原地面及准备工作。按照施工现场的实际地形、平整场地、场地的外边缘要伸出设计最外缘桩孔5m，以便施工需要。在平整好的场地上面铺填1m厚的碎石土碾压密实，修好道路，接通水电。做好材料的计划工作，振动沉管碎石桩应选用未风化的干净砾石或轧制碎石，碎石粒径要控制在2～5cm，最大粒径应≤5cm。粒径过大，容易卡孔，含泥量应≤10％。材料的堆放应按设计工程量分堆堆放，以方便施工

6、使用需要。 　　2.4.2测量定位。按照设计图纸认真复核，现场用经纬仪和50m钢尺打点定位，并做好标识。施工顺序一般采用由里向外，由一边推向另一边，可以挤走部分软土，而对于抗剪强度低的粘性土地基。为减少制桩对原土基的扰动，则应采用间隔跳打方式。 　　2.4.3打桩机就位。将打桩机按施工计划移至桩位，打桩机就位后，应检查打桩机是否平稳，导向架是否与地面垂直，如不能满足垂直偏差≤1.5%，成孔中心与设计桩位偏差≤50mm，则应立即重新调整机位，以满足要求。 　　2.4.4振动沉管。打桩机按桩点就位后。各项要求均满足规范与设计要求，即可开机进行振动沉管，振动至设计标高。下沉速度通过现场试

7、验确定。 　　2.4.5拔管、振动、加料。当沉管达到设计桩底标高后。将碎石从进料口加入，填料时要分批加入，不宜一次加料过多。拔管、振动、加料应同时进行。边拔管、边振动、边加料，每拔管3～5m时应下沉振动一次，以确保碎石振捣密实。应控制拔管速度，不能过快，否则会导致成桩直径较小，甚至产生缩径或断桩，也不能过慢，过慢则振动时间长，会使得桩体下部细颗粒材料含量较多。桩底细颗粒过多而降低桩身强度，也容易离析。当沉管拔离地面时，再用钢盘压在