1工程概况

 

　　中建唐山滨海大道位于渤海之滨，本标段为滨海大道第三项目经理部K7+000～K13+000段，隶属河北省唐山市乐亭县，路线靠近海边地区，全线基本全部穿过鱼塘、虾池，地质环境为海陆相沉积，地下为淤泥，且淤泥层厚，天然含水量高，空隙比大，处于流动状态，且地下水位埋深0-0.5m，地下水位高，地基承载力低，地质环境恶劣，这在目前国内施工尚为罕见。本标段软基处理路段长度约为4900米，为振动挤密碎石桩处理，设计总桩长83.713万延米，工程量大。

 

　　2工艺特点

 

　　（1）振动挤密碎石桩在软基地基中成桩速度快，作业工效高；

 

　　（2）工艺先进，一次成孔率高；

 

　　（3）用料具有良好的透水性可加速地基固结，振冲过程中的预震效应，可增加地基抗液化能力；

 

　　（4）加固速度快，加固效果好。

 

　　3适用范围

 

　　本工艺适用于软土地基的加固，堤坝边坡的加固及消除可液化土的液化性，消除湿陷性黄土的湿陷性，适用于砂土、粉土、粘性土、淤泥质土、有机质土、黄土等。可达桩长19～28m，桩径0.4～0.6m，且对于环境无污染，加固速度快，加固效果好，适用范围广等。

 

　　4工艺原理

 

　　地基加固原理

 

　　振动挤密沉管碎石桩加固砂性土基的主要目的，是提高地基承载力、减少变性和增强抗液化性。碎石桩加固砂土地基抗液化的机理主要有三个方面：

 

　　（1）挤密作用

 

　　在成桩过程中沉管对周围砂土层产生较大的横向挤压力，沉管体积的碎石震动挤密时对周围砂土产生的横向挤压力，使桩周围砂土的空隙减少，密实度增大。

 

　　（2）排水降压作用

 

　　碎石桩材料，具有较桩周土的渗透能力高出很多的优势，在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水降压通道，可有效地消散和防止超空隙水压力的增高，防止砂土产生液化，并可加快地基的排水固结。

 

　　（3）砂基预震效应

 

　　碎石桩在成孔及成桩时，振动锤的强烈震动，使填入料和地基土在挤密的同时获得强烈的预震，对砂土增强抗液化能力极为有利，提高地基整体的承载力，减少沉降量。

 

　　5工艺流程及操作要点

 

　　5.1工艺流程

 

　　5.2操作要点

 

　　5.2.1施工准备

 

　　（1）编写施工组织设计，经审批后方可进行施工；

 

　　（2）在主线外修筑两条施工便道，因本标段所处环境多穿过鱼塘、虾池，地下为流动性大的淤泥，故山皮石施工便道修筑完成后，进行路基排水，然后填筑厚度30cm～1m不等的级配良好的天然砂砾，很多地段地质环境恶劣，无法满足碎石桩机正常工作的，铺筑天然砂砾的厚度达到2m，特殊地段淤泥量过大，如K12+800～K12+950段，采用自卸车将大量淤泥清理到弃土场，才具备了桩机能正常工作的条件；

 

　　（3）平整场地，整平砂砾层，然后用压路机进行预压；

 

　　（4）测量放线，放出路段中桩、边桩，测量砂砾整平后的标高，确定桩长；同时做好排水系统，在主线两侧挖排水沟（1m*1m*1m），保证排水通道的畅通；

 

　　（5）按设计文件桩间距及形式绘制碎石桩施工平面图，按图准确放出桩位并编号，桩间距允许偏差为±15cm，保证桩位准确；

 

　　（6）准备合格碎石，在碎石进场前后，我项目部实验室及时对碎石进行抽查取样试验，对不合格的碎石及时清出场地，保证只用合格碎石；

 

　　（7）采取安全措施，编写安全操作条例，经审批后再进行施工；

 

　　（8）施工前必须在现场试桩，核对工程地质情况，检验挤密沉管成孔施工工艺技术以及成桩质量，确定合适的施工工艺参数及各种机械参数，作为施工时选择工艺参数的依据，以确保大面积施工。

 

　　5.2.2试桩

 

　　在路线上选取长度40m的路段进行碎石桩试桩，按设计要求进行打桩，记录好试验数据。碎石桩完成7天后，对试验场地进行钻孔，测定地层标贯击数等指标，同时，做承载板试验，测定地基承载力。成桩试验要求达到以下目的：

 

　　1掌握满足设计要求的各种技术参数，如振动频率、留振时间、反插深度、桩管提升速度和高度、填料量、沉管和拔管速率、制桩时间等。

 

　　2确保挤密的均匀性和桩身的连续性。

 

　　3试验所确定的碎石灌入量是否能达到设计要求。

 

　　4检测桩身的质量是否能达到设计要求。

 

　　5.2.3定位放线

 

　　根据业主提供的测量基准点，使用全站仪放中桩、边桩后进行桩位放样。

 

　　5.2.4施工工艺

 

　　碎石桩施工选用DZ-60型和DZ-75型碎石桩机，采用振动挤密沉管法施工，桩位按等边三角形布置，桩径50cm，每根桩的碎石灌入量不小于0.24m3/m，施工顺序：经过试桩后，碎石桩从路基一侧向另一侧逐根施工，即可保证桩的质量。故具体成桩工艺如下：

 

　　①清理整平施工场地，进行桩位放样，桩位定位用铁钉或白石灰作标记，孔位定位允许偏差±5cm；

 

　　②桩机就位，为保证沉管垂直度，在吊机顶靠近沉管附近，吊一铅垂线，校正桩管垂直度≤1.5％；校正桩管长度及投料口位置，使之符合设计桩长，在高出设计桩长0.5m位置的桩管处，用红漆做好标记；

 

　　③启动振动锤，将桩管下到设计深度；

 

　　④倒入碎石，稍提升桩管使桩尖打开，振动拔管，每提升2m导管反插50cm，留振10秒，拔管速度1.5-3m/min。地面下1～2m由于侧向约束薄弱，不利于成桩，至此深度采用超载投碎石法，再通过振挤以提高粒料的密实度；

 

　　⑤移动桩架至另一孔位，重复以上操作。

 

　　6材料与设备

 

　　6.1主要材料

 

　　碎石：采用硬质岩碎石材料。要求碎石坚硬，压碎值小于32％，含泥量不大于5％，最大粒径8cm，最小粒径2cm，大于粒径5cm超过50％。在采用前，项目部实验室对碎石进行取样试验。

 

　　6.2主要设备

 

　　序号 设备名称 用途

 

　　1 碎石桩机 挤密沉管碎石

 

　　2 最小50KW发电机 提供电能

 

　　3 小型装载机 运输碎石

 

　　4 3寸水泵 抽出渗出来的水

 

　　7施工质量控制及效果

 

　　7.1质量控制

 

　　（1）桩位的放样：严格按设计图纸进行放样，确保桩间距及等边三角形布置形式。

 

　　（2）碎石材料按要求采用含泥量不大于5％的合格碎石，绝对不用未检验或检验未合格的碎石。

 

　　（3）严格按规定的施工顺序及施工工艺进行施工，严格防止“断桩”和“缩颈桩”的发生，同时由记录员做好施工记录。

 

　　（4）施工过程中及时挖除桩管带出的泥土，孔口泥土不得掉入孔中。

 

　　（5）在K12+165～K13+000段施工过程中发现土层有较大变化，沉桩速度异常，沉管未经振动锤振动即可下沉，我项目部果断立即停工，并上报监理工程师，后经设计变更，对该地段采取加密处理，使液化地基得到更好的处理，保证了工程质量。

 

　　（6）施工完毕后，整平场地，测量标高，整理施工记录。

 

　　7.2质量效果检验

 

　　碎石桩施工完毕后，最终进行复合地基加固效果的检验，因本工程所处的地质环境比较特殊，检查内容繁多，包括：桩长、桩间距、桩间土、标贯、重型击实Ⅱ贯入测试及复合地基承载力，检测手段之多，过程之复杂，这在国内也尚属罕见。经检验，我标段全部为合格桩，全部达到设计要求。

 

　　8施工现场管理办法

 

　　（1）每台桩机配备了一名现场管理员全过程监控施工；技术人员查岗巡视抽查各个桩机的原始施工记录。确保施工参数的准确性及资料的完整性；

 

　　（2）根据段落、桩号、桩机性能及施工的难易程度对每一台桩机完成一颗桩全过程的时候时间进行一次标定，主要控制成桩质量，确保挤密效果及桩身的完整性和连续性；

 

　　（3）旁站人员根据桩长度详细记录每根桩的施工参数及碎石用量，且当天进行碎石用量及施工延米的总量复核；

 

　　（4）资料的整理及报送：施工过程中资料每天向监理组报送。

 

　　9施工注意事项

 

　　（1）认真记录施工过程，写好施工日志；

 

　　（2）注意工地安全及环境保护：

 

　　①服从安全及技术人员的管理，严格执行操作规程；

 

　　②电工及其他设备操作人员均持证上岗；

 

　　③所有机械设备、电路都定期检查，防患于未然；

 

　　④加强人员管理，现场有专门人员统一指导；

 

　　⑤工人上班时必须做好安全防护工作，上班都必须安全帽；

 

　　⑥防止非施工人员进入施工场地造成不必要事故；

 

　　⑦施工过程中，树立环保意识，防止扬尘，减少噪音。

 

　　10结语

 

　　振动挤密沉管碎石桩在软基处理中，加固快，效果好，提高了地基承载力，达到软基处理的目的，并且适用范围广，可以在今后的施工过程中予以推广。