引言

 

　　振动沉管碎石桩是比较科学的地基处理方法之一，其是在素填土、淤泥等软土地基，用碎石桩进行加固，构成桩土共同作用的复合地基，以达到提高软土地基的承载能力、降低基础的沉降、防止砂土振动液化等目的。其效果良好，被广泛应用于地基处理与加固工程中，是目前处理软土地基的一种主要方法。

 

　　一．常见的问题分析

 

　　碎石桩用于地基处理，因其成桩原理、用料等有其特定的缺陷，其桩身是由散体材料组成，材料本身没有粘性强度，桩体的强度主要是靠周围土体的约束和桩身材料的摩擦维持的，在承受上部荷载时，桩体主要受力集中在桩顶附近4倍左右的桩径范围内，作为复合地基承载效果明显，但遇到开挖或埋设管道等，复合地基即遭到破坏，同时对各种不同地质条件的地基，相同的处理方法，得到的地基复合强度不一样。碎石桩处理的效果与地质条件、桩间距、桩直径、桩深度、材料的选用等有密切的关系，因此正式施工前需要对整个处理区域合理选择试桩范围、试桩根数，以取得最合理、最满足设计要求的施工参数。另外在诸多工程实践中如桩身拔管后颈缩，反插后造成断桩、填料量难以下沉、打入困难、桩尖活瓣难以打开等均需在实践中有待改进与加强。

 

　　因此，在实际施工中对沉管碎石桩的施工工艺需要进行分析，拟定最合理的施工方案，准备充分才能进行施工，否则会造成施工质量达不到设计要求，浪费成本延长工期。具体而言可能存在以下问题：

 

　　1.原场地经过强夯处理，虽然夯击能量不大，但对于振动沉管碎石桩机而言，沉管难度极大。如果当时设计时给予顺序颠倒，即先进行振动沉管碎石桩施工，而后再表层强夯处理，则碎石桩施工难度降低，整个场地的地基承载力也将大大增加。现在是先强夯后打碎石桩，碎石桩沉桩极为困难，振动施工的全过程也将原强夯处理场地全部振松，强夯处理的硬壳层全部被破坏。

 

　　 2.桩位为圆形布置，从中心点开始向外呈放射性布置，桩位布置在弧长上，间距不一，桩间距较密。这种方法布桩，对于油罐基础而言有好处，但对实际施工非常不利，间距过密成桩很困难，顺圆弧放射性布桩则导致桩机移位对位困难。

 

　　二．振动沉管碎石桩的施工工艺

 

　　1.施工准备

 

　　（1）场地平整

 

　　①清理整平施工场地，清理表面腐植土层30cm，消除高空和地面障碍物；

 

　　②铺筑垫层，进行桩位放样，桩间距及形式应按设计要求进行，桩间距允许偏差为±10cm。

 

　　③为方便施工，实际地形、平整场地、场地的外边缘要伸出设计最外缘桩孔5m。

 

　　（2）机械设备

 

　　碎石桩采用振动桩机振动成孔，桩机应根据桩径、桩长及加固工程与周围建筑物（民房）的距离相适应做出选择。

 

　　（3）施工材料选择

 

　　碎石桩碎石填料应采用未风化、抗浸蚀的干净砾石或轧制碎石，粒径20～50mm，最大粒径应≤50mm，含泥量不得大于5%，内摩擦角不小于38°。

 

　　（4）现场工艺性试桩

 

　　施工前，根据设计要求在现场进行制桩试验和必要的测试，便于确定主要技术参数，即确定反插次数和桩尖直径，以保证大面积施工质量。应选择符合设计和规范要求的石料进行试桩，并记录制孔、清孔、制孔时间和深度、钻进速度（m/min）、压入碎石量及电流变化等，以选定科学合理的施工技术参数。

 

　　2.施工工艺流程

 

　　振动沉管碎石桩施工工艺流程为：施工准备→测量、放样、布桩→指挥对桩→沉管造孔→向提料斗进料→逐段加密成桩→单桩施工结束。

 

　　3.施工要点

 

　　（1）测量定位

 

　　①按照设计图纸认真复核，现场用经纬仪和50m钢尺打点定位，并做好标识。

 

　　②施工顺序一般采用由里向外、由一边推向另一边的逐排施工。

 

　　③为减少制桩对原土基的扰动，则应采用间隔跳打方式或者从四周向中间逐行打。同时，路基外侧最好打2-3排保护桩。

 

　　（2）打桩机就位

 

　　①将打桩机按施工计划移至桩位，将桩管向下垂移，使桩尖对准标记，继续向下垂移桩管至桩尖入土。

 

　　②打桩机就位后，应检查打桩机是否平稳，导向架是否与地面垂直。要求垂直偏差≤1.5％，成孔中心与设计桩位偏差≤50mm，桩径偏差控制在20mm以内，桩长偏差不大于10cm。

 

　　（3）振动沉管

 

　　①打桩机按桩点就位后，各项要求均满足规范与设计要求，即可开机进行振动沉管作业。先静压沉管至桩管不能再向下移动时即启动振动锤振动沉管直至桩尖进入持力层，并达到设计深度后停止。

 

　　②沉管速度不宜过快，沉管速度宜为0.5～1.2m/min。

 

　　（4）灌注碎石

 

　　①沉管达到设计深度后，进行碎石灌注作业，将碎石由加料口注入桩管内。

 

　　②灌入量按桩身理论方量值与充盈系数计算，但不应少于设计值的95%；填料应分批加入，且不宜一次加料过多。

 

　　（5）拔管成桩

 

　　①振动沉管碎石桩的拔管作业、振动作业应与沉管灌注作业同时进行，其程序为：原位振动→振动拔管→振动反插→振动拔管→再次灌料→第二次振动，以此为循环周期直至设计桩标高，完成一根桩的施工作业。

 

　　②桩管灌入碎石后，应先振动5-10s后再拔管，拔管的提升速度宜控制在5～8cm/min。

 

　　③应控制拔管速度，不能过快，否则会导致成桩直径较小，甚至产生缩径或断桩，也不能过慢，过慢则振动时间长，会使得桩体下部细颗粒材料含量较多。一般，拔管速率应控制在1m/min以内。

 

　　④拔管时，保持管内填料高于成桩顶面，缺料时用提升料斗从加料口加料。

 

　　⑤每拔管1.5m反插0.5m，每次反插结束时留振10s，最后用空管反插至桩顶设计标高，将桩顶压实。

 

　　三．施工控制要点及注意事项

 

　　1.在沉管上每隔50cm用醒目的油漆标出尺寸线，据此保证设计桩长、每次拔管长度、反插深度等控制参数。

 

　　2.保证原材料质量，应选用未风化的机轧碎石、砾石、卵石，粒径控制在19mm～63mm，含泥量不大于10%。

 

　　3.在碎石桩长可以贯穿软弱层的地段，选用带有预制混凝土桩尖的碎石桩机，有利于提高复合地基的承载力；软弱层厚度较深，碎石桩未贯穿的淤泥质土、粘土、粉性土等软弱土层，宜选用沉管下端带有活瓣的碎石桩机，以降低成本。

 

　　4.成孔过程中，应随时检查沉管的竖直度，不得大于1.5%。

 

　　5.严格按试桩结果控制电流、水压、留振时间；并分次加入碎石；注意桩头段的处理。

 

　　6.成桩过程中如遇有暗河、空洞等情况时，应停止施工，查明情况并制定有效措施后方可继续施工。

 

　　7.加强成桩后的检测，通过重型动力触探试验、静荷载试验等方法检测单桩承载力、地基承载力。

 

　　8.沉管碎石桩施工现场，临时用电线路多，地面潮湿，易发生漏电现象；桩机的振动，易发生高处坠物及物体打击等伤害，因此应加强现场的安全管理工作。

 

　　四．结束语

 

　　振动沉管碎石桩在软基中的处理是一种比较科学的技术，但是由于在我国的发展比较晚，所以现在还是存在着许许多多的问题，本文就主要围绕其在软基中的应用作了简单的探讨，希望具有一定的积极意义。

 

　　参考文献：

 

　　[1]喻涛.振动沉管碎石桩在公路建设中的应用[J].商品与质量：学术观察，2011（11）.

 

　　[2]王治安，张伟.振动沉管碎石桩处理软土路基的施工技术[J].黑龙江科技信息，2011（23）.

 

　　[3]向运国.软土路基振动沉管碎石桩处理工艺探讨[J].建筑知识：学术刊，2011（5）.

 

　　[4]吴运国.振动沉管碎石桩处理软土路基的施工技术[J].黑龙江科技信息，2011（4）.