某高速公路软基碎石桩成桩实验报告

XXX高速公路第二合同段

K88+522.6~K32+000

碎石桩成桩施工工艺及桩体密实度检测报告

一、工程概况和地质条件

1、地形、地貌

XXX～XXX高速公路是国道XXX～XXX--XXX公路中的一段，是国家实施西部大开发的八条通道之一，是我国西部通往南亚大通道的重要路段，也是联络我省南部地区各地（州）、市（县）、各边境口岸运输网络中的主骨架公路。XXX高速公路的修建是形成国道网络的需要，对促进我省南部地区社会经济发展，扩大对外开放，振兴XXX～XXX--XXX地区的经济都具有十分重要的意义。

XXX～XXX--XXX高速公路的路线由北向南，北起磨黑镇黄庄，沿老国道213线经磨黑镇、土地祠、金鸡村、温泉村、土锅寨、锅底塘村、石膏井村、同心乡、那科理村，南至北郊止，并与XXX公路刀官寨立交相连，全长64.875公里。其中XXX～XXX--XXX市（今XXX～XXX--XXX市）境内23.2公里，XXX～XXX--XXX 县（今XXX县）境内41.675公里。

本项目土建工程第2合同段是XXX～XXX高速公路中的一段，起点桩号K88+522.6，止点桩号K32+000，全长16.4774公里，称为XXX～XXX--XXX段。全线均位于今XXX县境内。

本项目地处横断山脉与无量山脉南延部分，总趋势北高南低，此起彼伏、一片绿原林海。分水岭走向大都与构造延伸一致，最高处海拔约1450米，最低处海拔约1250米。一般高差100～300米。属构造剥蚀低山、中低山地形地貌区。冲沟、山间盆地发育，山顶波状起伏。山坡坡度一般大于40度。

本项目第2合同段前段路线沿金鸡河顺流向延伸，河谷狭窄，山高林密，后段路线进入山林地区，地质条件复杂。

2、水系

本项目所处区域属澜沧江水系，本项目第2合同段与第3合同段的相接地段

的水系为同心河。

3、气候

本项目路线位于东经100°52′～101°5′，北纬22°05′～22°45′之间，主要属热带～亚热带气候区。干旱季节分明，交替时间为5月至10月，夏季多雨湿热，冬春少雨干燥。气候随海拔高度变化明显，具垂直分带特征。平均气温18°～21.7℃，平均年降雨量1212.4～8840.9毫米，平均年蒸发量8811.8～1804毫米。

4、地震

本项目所处区域区域性构造复杂，地震频繁，是我国多震地区之一。据历史记载，最强烈的一次地震，震级7级，震中烈度9度，震中位置多处于断裂带上或其附近。依据《中国地震烈度区划图（1990）》及云南省分县地震烈度分区划分，本项目按Ⅷ抗震进行抗震设防。

5、工程地质条件及水文地质条件

⑴、工程地质条件

a、地层岩性

本项目路线所经过区域出露的地层主要有：侏罗系（J）地层、白垩系（K）地层和第四系（Q）地层。本项目第2合同段内有白垩系地层，由南新组和景星组交替组成，其岩性由紫红色夹灰绿色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、砂岩及灰白色长石英砂岩组成，局部夹砾岩。

第四系地层主要由残坡堆积层和冲洪积层组成，岩性为粘土、亚粘土、砂土、砾石土、卵石土和碎石土等，分布于整个合同段。

本项目以泥岩分布最广。

泥岩具有以下特性。

1、泥岩、粉砂质泥岩中水云母及高岭石矿物含量较高，普遍含钙质及铁质成份，从而导致岩石风化严重，风化层厚，深度约25～30米，风化物多呈紫红色。

2、泥岩在温差作用下，岩石天然水分一旦散失，极易崩解，产生龟裂。

3、泥岩透水性差，亲水性强，如果不把地下水和地表水排除，在活荷载不断震动作用下，表层就会慢慢被塑化或软化，力学强度急剧降低，从而产生坍塌等地质灾害。

4、砂岩透水性好，地下水会对与砂岩接触的泥岩产生软化作用，形成软弱面，从而产生坍塌或滑坡。

b、地质构造

本项目所在区域处于青藏滇缅“歹”字型构造体系中段与三江经向构造带复合部位。与澜沧江断裂带为主体的“歹”字型构造形迹与轴向南北或近南北的褶皱和压性断裂属经向构造体系呈重接或反接复合关系。构造发育且复杂。

⑵、水文地质条件

本项目路线区地下水可分为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水两种。

6、本合同段碎石桩基本情况

在本合同段内，共有三段碎石桩软基处置施工段落：

1、K22+050--K22+210

该段软基处置总深度88895m,单桩平均深度5m，折合3179棵。该段典型断面桩号为K22+120，填土高度16.4m。

2、K23+030—K23+090

该段软基处置总深度4540m,单桩平均深度5m，折合908棵。该段典型断面桩号为K23+040，填土高度6.9m。

3、K26+900—K27+075

该段软基处置总深度13194m,单桩平均深度6m，折合2199棵。该段典型断面桩号为K26+970，填土高度7.0m。

上述三段软土地基土样具有天然含水率高（27.8％－46.7％）、高压缩性、低抗剪性的工程地质物理力学特性，且路堤填土高度较高（7～16m），经综合考虑，采用振动沉管碎石桩对软基进行“排水固结、置换、挤密”处置，然后再用碎石垫层、碎石土、土工格栅综合处置。碎石桩中心间距1.50m，按等边三角形以梅花状布置，桩径37.7cm。碎石为机轧碎石，粒径2cm-5cm,

含泥量均小于10％。

由于上述三段碎石桩处置里程工程地质及水文地质情况比较相似，均为村民长期耕种的水田和冲沟冲积层，根据地勘资料，其土质表层均为淤泥质含有机质软土，其下依次分别为饱和状态（甚或流塑状态）的粘土、亚粘土以及细砂（部分含中粗砂），故只选择K23+030—K23+090段成桩10棵拟做试桩工艺试验以期得到相关数据以指导其他段落碎石桩的施工。

注：碎石桩桩头为C30素混泥土。

二、碎石桩施工工艺

1、机械准备

采用DZ75KS型和DZ60KS型振动沉管机，机械自带沉管外径为42.6cm,设计桩径为37.7cm，即使提管后桩周土体部分回缩蠕变，成孔后孔径也应该已经满足要求，无需对沉管进行再次改造。

根据施工工艺要求，为有效控制拔管和反插高度，在每台机械架上做好尺度标识，每间距60cm用红油漆标识，以确保操作手能有效控制反插和提管高度。

各沉管安装最大长度，根据地勘资料和设计文件现场确定，保证该机械在完成区段碎石桩施工时能够达到持力层，如果沉管长度不够，立即焊接备用管继续施工。

把管头放料料门统一改装成自由开启的双叶门，距离管底约88cm。

2、材料准备

根据设计文件，选用已经检验合格的机轧碎石作为碎石桩成桩用料，碎石为机轧碎石，粒径2cm-5cm,含泥量均小于10％。

3、碎石桩成桩工艺流程

A、施工基本工艺流程

振动沉管碎石桩施工顺序视地质情况而定，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，为减少制桩时对原土基的扰动，则应采用间隔跳打方式。

总的施工顺序为：桩位放线→桩位堆石→振动沉管打桩机就位→桩位对中→