干拌水泥碎石桩施工工法

干拌水泥碎石桩施工工法

1、前言

在高速公路施工中软基处理方法常用的有：塑料排水法、砂垫层法、等载、超载预压法、固结法、反开挖法、灰土桩、干拌碎石桩等等，干拌水泥碎石桩为常见的一种软基处理方法，能快速实现地基的稳定性，保证填土，减少路基的不稳定沉降量，能显著提高地基承载力，改变地基土的变形特征,以满足基础设计要求。

干拌水泥碎石桩由于是干拌水泥碎石桩体与地表渗水、桩间土经过物理和化学作用形成的复合地基，大大提高了地基承载力，适应于陕西境内的湿陷性黄土。近年，陕西高速公路施工路基应用较为普遍，广东华盟路桥工程有限公司承担的西安—宝鸡、西安—潼关改扩建项目路基处理均采用干拌水泥碎石桩施工，通过大面积的施工，掌握了干拌水泥碎石桩的工艺原理和施工方法。

2、工法特点

干拌水泥碎石桩施工时，用水泥碎石混和料置换路基原料，再捣实处理，对原状土体具有挤密作用,从而使桩周围一定范围内的土层密实度提高，水泥碎石混和料与地表渗水发生物理化学作用,降低路基的含水量，有利于路基稳定,提高地基承载力,满足设计要求。其主要特点是工艺简单，设备要求不高，原材料可以就地取材，与原地貌形成的整体强度高，对路基的不稳定沉降起到有效的抑制作用，有效解决新旧路基拼接处的不稳定沉降，并对加快工期起到积极作用。

3、适用范围

本工法适用于高含水量（≥16%）、低密度的沙性土、粉性土等塑性指数较低的路基软基处理,也可以作为房屋建筑地基补强，服务区地基处理以及路基拓宽的拼接部位等。

4、工艺原理

4.1 由于饱和软土粒间结合力强，孔隙水很难排出土体，在外力作用下，挤压周围的土体，使土体产生侧移和地表隆起，刚度较大的碎石桩体，置换桩体部位的软土，形成复合地基，碎石桩贯穿整个软弱土层，桩端到达下部相对硬层，在上部荷载作用下随着桩土的等量变形逐渐集中到桩上，从而使桩周软弱土分担的压力相应减少起到了应力集中作用，即置换作用。

4.2 干拌水泥碎石桩具有吸收桩间土水分的作用，有利于降低路基填料含水量。干拌水

泥碎石桩有效地提高了地基、路基的排水能力，成为防止液化地基的有效技术之一。

4.3在沙性土、粉性土等塑性指数较低的土层中干拌水泥碎石桩施工时的震动或挤压使土体得到挤密，利用横向挤密作用,提高桩间土的强度和桩侧法向应力,使得桩侧摩阻力得到增加,桩体的承载力得到增强,降低天然土质的孔隙率,进而提高了复合地基的承载力。

4.4对于含水量较大的土壤，干拌水泥碎石桩水泥桩体与地表渗水、桩间土经过物理和化学作用形成的固结桩体，具有一定的强度，可有效提高处理后的地基承载力，特别适应于陕西境内的湿陷性黄土区域。

5、工艺流程及操作要点

5.1施工流程图

5.2操作要点

5.2.1工作面的整理:对原地面进行整平处理,进行必要的回填和开挖,以满足临时排水要求,，为了便于设备操作或雨季期施工,宜在其表面铺筑30-50cm厚砂性土,对其硬化，并进行碾压密实以整平场地，形成工作面。

5.2.2放样

先用全站仪进行控制放样,每20-50m一个点,后用水准仪、皮尺或钢卷尺按照图纸设计

要求进行细部放样定位，测顶点地面标高,用灰点按桩间距标记碎石桩施打位置并编号。

5.2.3钻机就位

采用螺旋钻机进行钻孔，钻机就位要考虑工序和半成品保护,一般采用到退法施工，调整桩机塔架，将钻机或铲头对准桩位，调整钻杆垂直度,如不满足要求，继续调整直至满足要求为止。

5.2.4钻孔

钻机就位后进行钻孔，做好原始记录，由于进尺较快，随时检查钻杆垂直度和孔位偏差，对出渣土质跟踪检查，与设计地质资料对比，无差异钻至设计深度，若有变化随时通知相关人员至现场商量对策，并在钻孔原始记录中详细记录。

5.2.5孔位检查

设计要求孔位偏差≤10cm，垂直度偏差≤1.5%，成孔直径30cm，成桩直径30cm，成孔后按要求进行检查,为了防止桩体钻出泥土掉入已钻好的孔中，用钢铁皮做成一个套筒套在成孔上,保护成孔。

5.2.6水泥碎石混和料的拌和

拌和采用混凝土拌和机集中拌和，在不加水的条件下按配合比要求拌和均匀，在运输和施工时要防止混和料离析。

5.2.7投料成桩

干拌水泥碎石桩成桩是用人工配合专用夯锤机进行锤击回填, 每次往孔内倒入水泥碎石（厚度不大于30cm），用300kg的重锤进行夯实，落锤高度不小于1m，击实7次，重复这一步骤，自下而上地制作桩体，直至孔口。在此过程中严格控制深度、填料量和锤击次数,做好相应原始记录。

5.2.8确定软基处理的范围、目的和处理后所能达到的各项技术、经济指标，然后再结合该工程的实际情况和当地的施工条件，确定最适当的软基处理方案，软基处理采用干拌水泥碎石桩法处理。

5.3 施工注意事项

5.3.1 桩孔垂直度偏差不应大于1.5%；

5.3.2 施工顺序应考虑隔排隔桩进行跳打；

5.3.3 成桩顶面标高为路基底面标高；

5.3.4 施工时应采用防雨措施，防止拌和料受雨水淋湿；

5.3.5 有搭板的桥和暗涵区域，桩体施工时注意避让。

5.4 试桩

正式施工前应按照所确定的施工工艺进行试桩，以确定最佳夯实次数，一般试桩7～9根。

6、材料与设备

6.1 原材料要求

6.1.1碎石：对选用的碎石应为未风化碎石，经试验检测符合设计要求，碎石的针片状含量不宜大于15%，压碎值不宜大于28%，含泥量不宜大于5%。

6.1.2石屑:采用粒径0—5mm的洁净石粉，含泥量小于7%。

6.1.3水泥：采用PC32.5R以上普通硅酸盐水泥。

根据设计要求，桩身材料由碎石、水泥、石屑均匀拌合而成，水泥采用普通硅酸盐水泥，碎石采用粒径5～20mm的级配碎石，石屑采用粒径0～5mm的石粉，设计配合比为：碎石：石屑：水泥=3.3：2.6：1，。

6.2 主要设备

干拌碎石桩所使用的机械设备见表1。

表1 干拌碎石桩施工所需机械设备表

7、质量控制

7.1质量控制依据、标准

7.1.1遵照中华人民共和国行业标准现行的《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》