干振碎石桩的施工工艺

干振碎石桩的施工工艺

48江苏煤炭2000年第4期

干振碎石桩的施工工艺

邱增郭为国

(丑荨省煤田地后黏撂第二队,江苏簿州22loe6;2江苏省蝉矿研究所.江苏豫22~.oo6)

[摘要]简要介绍了采用干振碎石柱处理砂土液化提高承载力的成功经验,并对

加固机理和施工37_艺进行了探讨.

[关键词]t堑;耋;塑石夕右≯彩,毒裁力

0引言

围

徐州市位于7一lO度地震烈度区(市区7

度,按8度设防),其地貌为侵蚀平原,除残丘

外,平原区有故黄河,泗水,汴河及沂沐河的

泾流,沉积了厚约10～80m淤积软土(砂土,

粉土)层,大部分为液化土.为加强抗震,近

年来大量建筑物基础均进行了软土加固处

理,并采用振冲碎石桩制作复台地基的工艺.

自9o年代初,江苏省煤田地质勘探第二队在

有关设计部门的指导下,采用于振碎石桩对

土层进行地基加固,消除液化处理,相继完成

了徐州共3期西苑安居工程,国家重点工程

的三堡500kV的变电站,徐连高速公路路基,

淮海食品城接待中心,食用菌市场,烟酒批发

市场等大型工程项目的地基加固,工程累计

成桩5o多万米,收到了较好的经济效益和社

会效益.

散体,因而桩体受载后会侧向膨胀.而桩周土具有明显的约束作用(桩周土的密度与约束力相关),这就形成了桩体与桩闻土的等量压缩,应力大多集中到桩体上,桩间土所受的应力相应减少,因而复台地基的承载力与抗剪强度比天然地基要大.建筑物的压缩沉降与不均沉降量也明显减少.另外,在建造上层

建筑前,往往在复台地基之上铺设03m左右的碎石与垂直的桩体相沟通,垂直的桩体形成了排水通道,水平铺设的石子则成了泄水之处,从而加快了地基土的排水固结作用,复台地基的孔隙减少后,其液化指数也相应减少.国产振动桩机激振频率多在670～1200 次/rain,与土壤自振频率较接近,极易产生共振:施工中缓慢地拔管速度,多次反插,留振, 对桩闻饱水砂土实际上是一次高强度预震. 施工中已经消除或极大地降低了地基土地震液化趋势.

1加固机理2工艺要点

于振碎石桩沉管成孔时,桩管将其部位

的软土压向孔壁周围及孔底,使桩孔周围及孔底下一定范围内土的密度增大,孔隙相应减少,孔隙水不同程度被挤出.随着将碎石

由桩管灌入桩孔中,不断振密,同时又采取分段压实(边拔边振边压),把碎石逐一回填到设计标高.由于复合地基中桩体压缩模量比桩闻土大得多,当复台地基受到上部荷载时, 已被振压密实的碎石桩其碎石本身应该是松

牧稿日期2OOO一08—16

采用干振碎石桩加固地基,其土质量的

好坏与施工质量关系密切,以下主要从4个

方面论述.

2.1桩机选型

采用干振碎石桩的地基土太都为软土,

施工时太多地面下沉,孔隙水析出地面,施工

的桩机应考虑用机架重量轻又易安放.减压

枕术的走管式打桩机,在遇地基下沉时,可多

放置些枕木,从而减少压强,摆脱倾斜,无法

2000年第4期邱增果等干振碎石桩的施工工艺49 施工的困境.振动锤要选用Dz一40或Dz一

60型与377n1m,~/:425mm桩管匹配,其激振力

大多可以满足施工要求.

22桩尖选择

2.21钢制活瓣桩尖

该桩尖由四瓣组成,锥式桩尖与桩管底

部连接.这种桩尖的优点是桩尖阻力小,沉

管快,碎石灌人桩L较易,成桩效率高.其缺

点是由于桩管拔管时桩瓣不易闭合,不宜反

插回压,使桩体碎石密实度差.目前基本不

采用此种桩尖.

2.2.2平底活页桩尖

此种桩尖是由两块半圆钢板通过一轴与

桩管底口连接,沉管时封口,拔管时张开,碎

石注人桩孔.这种桩尖具有适宜反插回压,

使桩体碎石压实的优点,但往往桩尖在地下

受地层侧向压力等影响,活页张开程度小,下

料不畅,充盈系数小,成桩速度慢,目前也基本不用.

2.2.3内藏活门桩尖

这种桩尖是在平底活页式桩尖的基础上

通过不断实践而摸索的一种桩尖形式,封底仍用两块钢板,不是在桩管底口,而是藏在桩管底口以上0.4—0.5m处,封口时钢板与桩管形成一个角度.这种桩尖的优点是拔管时张口大,下料畅,压管时能合拢,易反插回压, 桩体碎石密实度好,成桩速度快,单机日成桩可达70—80棵(桩径0.5m,桩长10m左右), 目前该桩尖已被广泛应用(上述几种桩尖如图l所示).

//

活瓣桩尖平底活贝柱央藏活门姓尖

周1桩尖示意周

2.3充盈系数的控制

很多工程实践表明,充盈系数的控制是

否合适是整个工程处理好坏的关键,要保证加固后的地基得到充分均匀的密实,必须严格控制各被加固土层的密实度,根据积压土层,物理力学性能选择合适的充盈系数.一

般来说,粉土充盈系数宜控制在ll～1.4,对

待软弱土层(如淤泥)宜控制在1.8—2.5一般要通过现场试桩确定.

为确保对土层的均匀挤密和桩身的密实度,宜采用分段反插回压施工工艺,各土层挤密程度以振密电流控制,上下土层基本一致(一般DZ一40桩锤,振密电流应大于50A).

2.4质量监控

干振碎石桩适宜用于粉土,砂性土层结

构的地基土加固,工艺虽不复杂,但同样要实行严格的质量监控.

(1)必须保证沉管深度和投料量,第一次

投量一般以满管为准,不断拔管,不断补料, 直至桩管拔出地面成桩.同时严格控制拔管速度,一般为0.5～1.On,./min.

(2)施工顺序应遵循先外围后中间的施

工顺序,形成打包围桩,利于地基土固结密实.

(3)根据经验可知,碎石的级配采用l～

3cm的碎石即能满足设计需要,含泥量一般小于5%.

(4)粉土类桩间距一般为2.5～3.0d,桩

的位置宜采用正三角形布置.为防止土体发生侧移,桩基应设边缘围护桩,放置数量以2 3排为宜,其宽度可按1t3桩长考虑.

(5)成桩后的桩位偏差一般控制在1/2

桩径内,垂直度偏差小于1.5%.

(6)施工过程中应及时将析出地面的积

水排出场外,以加快地基土的恢复和固结. 3结语

干振碎石桩施工具有工艺简单,施工速

度快,无污染,价格低等优点,并具有较好的抗震性能,特别是城市住宅建设,有着广阔的应用前景,故已被越来越多建设单位所青睐.