挤密碎石桩施工

挤密碎石桩施工

曹保山方耀卿

地基加固的方法很多，如换填法、桩体挤密法、夯压法（其中包括强夯法）、振冲法、预压法、粉体喷射搅拌法等多种方法。目前我们在徐宿高速睢宁三合同所接触到的主要有桩体挤密法、预压法、夯压法。（振冲法中虽然也有碎石桩法，但是和徐宿路设计原则不同。现行《公路软土路基设计与施工规范》中所指的碎石桩法为振冲法）。

一、概述

桩体挤密法是在土基中成孔，成孔后在孔中灌以砂、石、土、灰土或石灰土材料，捣实而成直径较大桩体，桩体挤密法包括土、石灰桩、砂石桩、钢筋砼短桩等，其加固机理是利用桩体对桩基周基土的挤密作用，使基土与桩组复合地基，以改善地基力学性能，提高土基承载力和整体稳定性。由于各类桩体材料不同，除共同具有的挤密作用外各类桩体的加固机理及适用范围略有不同，挤密碎石桩就是在桩孔中填筑碎石，对于松散砂土和杂填土和整体稳定性，对于饱和粉质土则具有一定的排水固结，加速地基下沉和稳定的作用，可以防止地基的振动液化，但主要是起挤密作用。

二、施工技术要求和参数

2、1桩的平面位置

桩在纵横方向均不易小于三排，可按等边三角形或正方形布置。徐宿高速睢宁三合同采用的是等边三角形，在平面上呈梅花形布置（布置区域边线与构造物基础轮廓线平行）。加固宽度至坡角外3m(不少于1

排桩)，桩间距S＝1.5m.

采用等边三角形布置对松散地基的挤密效果比较均匀。

桩顶可根据情况铺设50cm左右与桩体材料相同的垫层，本合同段采用50cm碎石垫层。

2.2桩孔直径

应根据置换要求和所选用的成孔设备及成桩工艺等因素确定，一般灰土桩为30-60cm，碎石桩为30-80cm，对于粘土质土地基宜选用较大的直径，本合同碎石桩直径为50cm.

2.3桩孔间距

一般土及灰土桩为桩径的2～3倍，砂石桩为桩径的2～4倍，本合同段为1.5m，是桩径的3倍。

2.4桩的长度

桩长应根据土质情况工程要求和成孔设备等因素确定。

当地基中的松软土层厚度不大时，砂石桩长度宜穿透整个土

层；厚度较大时，可按不小于最危险滑动面浓度确定，用于处

理易液化松散砂层时，桩长应达到可能液化土层的底部，并伸

入稳定土层；本合同段的碎石桩计算长度均穿透液化土层，一

般为8～11m，最长桩长为13.5m。

2.5复合地基承载力

复合地基承载力应按现场复合地基载荷试验确定，也可按下式

计算：R SP＝（1-m）R1+mR2

式中：R SP-复合地基容许承载力，K Pa;

R1-桩间土的容许承载力，也可同用加固前天然地基容许承载力代替，K Pa；

R2：桩体容许承载力，K Pa；

m-面积置换率m=d2/de2

其中：d为桩的直；de为等效影响圆的直径。等边三角形布置de=1.05s，正方形布置de=1.13s。

本合同段挤密碎石桩的单桩承载力不小于300kpa，复合地基承载力不小于150kpa。

2.6桩体材料要求

碎石桩用碎石要求：采用天然级配的1～2～3cm碎石，含泥量不得大天5%，并不宜含有大于4cm的颗粒。

2.7单桩需用填料数量

碎石桩：S＝（πd2/4）×（ρ（1+0.01w）/(1+e1)）×L(1+Δ) 式中：S-每根桩需用填料数量，kg

d-桩孔直径

L-桩身长度

W-填料含水量，%

ρ-碎石密度(kg/m3)

e1-要求碎石桩达到的孔隙比

Δ- 增加量，根据地层及施工条件的不同和桩径扩大的情况，一般取0.15～0.25。

本合同图纸要求单桩碎石贯入量应不小于0.224m3/m。

三、成孔方法及机械设备

挤密桩成孔方法有沉管法、冲击法和爆扩法，目前大都采用沉管法。沉管法成孔后孔壁光滑规整，挤密效果和施工技术都比较容易掌握，但成孔浓度受桩架高度限制。

沉管法按施工机械不同可分为振动沉管法和锤击式沉管法，两种方法是用打桩机或专用机械，通过振动或锤把带有特制桩尖的钢制钢宇航管桩打入土至设计深度，然后再慢拔出桩管而在土层中造成桩孔。打桩机械的选择应使机械性能与桩管直径、长度、质量及土基特性等相匹配同，以免过分扰动软土。

在睢宁三合同投标时所列DZ40-60系列走管或振动沉桩，其中DZ-60的桩效率为400-500m/台班，更不先进的是BJZ-60步履式打桩机。该机种位较为灵活，功率为60kw，最大成孔深度为26m。在本合同土质条件下，11m的桩在5分钟左右便可完成成孔工艺。

四、施工

1、施工准备

1)选定成孔方法，配置所需施工机具规划好施工机械装拆及

运行路线和材料堆放地点，并制定保证质量安全和冬雨季

施工措施。

2)清理平整场地，清除高空和地面障碍物，如地面过于湿软

机械难以进入，应铺筑临时砂垫层。

3)准确放线标定桩桩孔位置，测量地面平整后的标高，确定

桩顶标高。

在灌注桩和构造物基础施工前必须完成碎石桩；在灌注桩施工位置，预留距为140cm。

4)拟定成孔顺序并编号；成孔顺序应先周边(外围)后中间(里

排)，同排宜间隔1～2孔跳孔施工，对大型工程宜采用分段施工。

5)准备足够的碎石、确保工程能连续地进行。

振动式沉管法造孔及成桩工艺。

本合同拟采用系列走管式振动沉桩机，内置向外双开平型活页式桩尖；桩直径一般为377mm或426mm，并设有二次投料口中，激振力≥280KN,配套发动机功率≥120中KN，根据设备情况及设计要求，具体工艺如下：

1)按拟定的施工顺序从四周开始向中心进行，相邻两根桩必

须跳跃间打；

2)桩机就位，校正桩管垂直度应≤1.5%；校正桩长度及投料

口位置，使之符合设计桩长；设置二次投料口中；在桩位处铺设少量碎石。

3)边振动边下沉至设计深度，桩管进入可液化层后，每下沉

0.5m留振30秒。

4)稍提升桩管使桩尖打开。

5)停止振动，灌料、直到灌满为止。

6)启动拔管，拔管前留振1分钟，以后边振动边拔管，拔管