振冲碎石桩地基加固中的管理与应用
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【摘要】交通事业是我国经济发展的推动力，积极完善现有交通设施关系着区域经济的快速发展。从现实施工情况来看，交通项目建设期间常会遇到各种不良地质及特殊岩土，破坏了现场施工方案的正常实施，增大了地面施工操作的难度。为了加快工程作业进度，应重点解决特殊地基层结构存在的风险病害。本文以新疆甘泉堡神信铁路专用线路基段为案例，分析了振冲碎石桩在特殊地基加固中的应用及管理措施。
【关键词】振冲碎石桩；特殊地基；加固；应用管理
中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：
近年来国家重点投资交通工程，解决特殊地基问题是施工单位必须要考虑的重点内容。随着行业技术的进步，振冲碎石桩技术的应用范围更加广泛，其在处理不良地质或特殊岩土层方面的作用尤为显著，也是施工单位未来必须要掌握的现场操作技术。
一、案例介绍
本次研究对象为新疆甘泉堡神信铁路（专用线）项目，选择的工程施工里程为DK10+600-DK15+600段,长5Km。本次碎石桩施工里程为：DK10+700-DK10+850、DK13+400-DK14+950、DK14+950-DK15+600，正三角形布置。桩径分别为0.5米、0.8米；桩间距分别为1.2米、1.6米；排距分别为0.6米、0.8米。工点范围主要地层为第四系全新统至上更新统冲、洪积粉土、软粉土及松软土，既有水渠及道路路基分布有第四系全新统人工填筑土。本段不良地质及特殊岩土：盐渍土；松软土，厚度2-8米；软粉土，厚度1-2米，稍密，潮湿-饱和，Ⅱ；湿陷性土，本段地表土具I级轻微非自重湿陷性，厚度4-5米。此外，地质勘测显示，该路段地下水埋深3-6米，环境作用等级H2\L2。
二、振冲碎石桩应用于软填土加固
振冲碎石（砂）桩挤密法是指碎石桩法和砂桩合称为粗颗粒土桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入土孔中，形成大直径的碎石或砂所构成的密实桩体。我国公路行业规范对软土地基定义是指强度低，压缩量较高的软弱土层。多数含有一定的有机物质。国内铁路工程设计规范将其定义为：主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成[1]。地下水位高，其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。铁路工程遭遇软土地基，不仅破坏了路基结构的完整性，铁路线路正式运行后也会受到各种病害干扰，导致地基层失去原有的固定性。选用振冲碎石桩技术作为地基加固措施，能够有效地处理地基病害问题，对铁路基层结构实施综合处理，保障了地基承载作用的持续发挥。
三、振冲碎石桩施工的技术要点
特殊地基已经成为建筑行业最常见的施工难题，由于地基层结构形式特殊，常由多种不同类别的软地质土层组合而成，减弱了地基承受路面荷载的能力。对于振冲碎石（砂）桩这一工艺流程的控制，现场人员要编制系统性的作业方案，在做好充分准备工作的前提下，灵活地应用各项技术完成地基加固处理。
1、施工准备。主要准备工作包括：一是放样。在碎石桩施工前，依布桩图放出施工区域大样，在每区域按设计桩距进行桩位放样；二是检查，地下有无大块石、树根、地下管线等，空中有无高压线[2]。障碍物均应事先消除；三是铺设，地面土质较差、承载力较低时，应铺设卵石垫层，以满足施工机械场地的行走要求。
2、材料技术。做好施工场地的地面排水工作，保持施工场地的干燥。桩体材料选用的碎石含泥量不得大于5%，最大粒径不宜大于50mm。投料量及灌注次数要严格按施工工艺控制，考虑充盈系数1.2，直径0.8米的桩每米投料量0.51m3为宜、直径0.5的桩每米投料量0.22m3,分多次灌注。填料要坚持“少吃多餐”的原则。
3、操作技术。在施工过程中为达到设计桩径，应采用反插法，根据土层状况控制拔管速度、拔管高度及反插深度。前后两次沉管轴线应重合。在一般土层内，拔管速度为1.30m/min，在软弱土层内，宜控制在0.80m/min[3]。施工时拔管先拔高3.00m后再将桩管反插0.70m；每拔高1.00m停拔留振10~20s；重复以上操作，直至施工至桩顶部时，当桩顶部最后一次拔管长度不足3.00m时，将拔管高度控制，然后反插深度相应控制在0.50m左右机长除保证设计成桩深度外，还要注意地层的变化，根据电流大小，确认实际沉管深度。
4、垫层技术。碎石桩处理至路堤坡脚外2.0米，碎石桩处理深度至松软土以下0.5米，桩底高程见基底处理纵断面图，桩基础应在桩顶与路堤之间设置0.5米砂砾石垫层，垫层内夹铺两层双向土工格栅，其极限抗拉强度不小于120KN/m。桩体材料应采用不易风化性能稳定的硬质卵石，含泥量≤5%，粒径小于50mm。桩体施工完毕后，应间隔14-21天进行质检。碎石桩质量检验内容应包括桩身密实度、复合地基承载力120KPa。
四、现场作业质量与安全管理的措施
振冲碎石桩应用于地基加固是行业技术的创新，对解决特殊底基层破坏问题有着重要的作用。伴随着铁路运输线路的规划发展，我国正积极加强铁路线路项目的管理工作，以保证项目投资后发挥出应有的综合价值。本次新疆甘泉堡神信铁路专用线项目中，不仅采用了振冲碎石法作为地基加固处理的方法，现场施工期间也制定了有效的质量与安全管理措施。
1、质量管理。
（1）创建体系。建立强有力的质量保证体系。认真落实《建设工程质量管理条理》，实施24小时关键岗位责任制，项目主管副经理，质检员，工点技术，安全员实行24小时值班。组织施工人员进行学习，掌握施工操作技术要点，明确岗位责任制，严格按照施工工艺和技术要求施工。建立工程质量QC小组，小组成员由项目部各小组主要成员组成，由项目经理直接负责领导，制定工程质量控制目标，落实QC小组制定质量控制措施。
（2）强化建监理。维护施工监理的权威，自觉接受监理的监督检查。严格执行自检、互检，交接检，加强施工材料质量管理和施工工序质量控制管理。建立严格的质量奖惩措施，对于施工中的偷工减料以及其它违规施工行为严厉惩处。施工期间在人力、物力上加强配套设施的维护和管理工作，确保施工用水和用电，机械修理人员24小时现场待命[4]。因故必须停水或停电时，必须提前通知施工机组，尽量避免制桩中断现象，保证成桩质量。
2、安全管理
（1）用电安全。作业人员必须熟悉桩机构造、性能和安全操作知识，遵守安全操作规程和安全生产十大纪律。施工现场应保证电源供电容量符合规定，启动时电压降不得超过额定电压的10%。现场电源电线、电箱拉接应正确牢靠，三相五线和保险丝均符合规范要求，接地电阻值应小于4Ω，触电保护器灵敏有效，并有防雨措施。作业前应测定电机绝缘电阻不得小于0.5m。电线无老化、破皮、漏电现象，电源和液压控制系统仪表指示正常灵敏。
（2）安全检查。检查振动锤、减振器与连接螺栓螺母的紧固性，不准在螺栓松动或缺少的状态下启动。检查每根传动带的松紧程度，进行调整，超过张紧轮转调整量时，应更换。检查振子箱中的油位应在规定范围内，不得在缺油或超油位状态下启动。检查桩锤夹具并进行试夹，无钢板垫时不得试夹。当夹具上夹齿的磨损超过规定时，应予更换或拆下补焊。使用液压夹具时系统的压力应正常，无泄漏，操纵杆件灵活，制动安全可靠。
结论
总之，振动碎石桩技术是处理特殊地基结构的常用方法，其能够有效地处理好不良地质及特殊岩土层的作业难点，为地面铁路交通提供安全可靠的地基条件。施工单位制定振冲碎石桩加固方案，既要做好现场作业前期的准备工作，还要注重各操作工艺流程的优化控制，确保地基加固质量标准符合工程规定的要求。
【参考文献】
[1]林德刚. 分析振动碎石桩技术的应用原理及功能特点[J].中小企业管理，2010，40（16）：21-23.
[2]芮雨欣. 新疆甘泉堡神信铁路建造质量的管理决策[J].新疆科技，2011，30（21）：40-42.
[3]张丽红. 振冲碎石技术在特殊地基构造加固中的应用探究[J].中华建设科技，2010，15（2）：76-77.
[4]朱克昌. 软土地基工程选用振冲碎石技术的安全与质量管理[J].武汉科技大学学报，2011，33（15）：59-61.