浅谈碎石桩施工施工工艺

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导读：乐自高速七合同项目位于低山浅丘区，地形切割零碎，地表树枝状冲沟发育。本标段不良地质主要软土为稻田淤泥、淤泥质低液限粘土和淤泥质的粉土中，其物理力学指标为：W=51.0%，e=1.380，WL=59.6%，WP=21.0%，a0.1-0.2=1.12MPa-1，ES=2.31Mpa。该软土具高含水量、大孔隙比、高压缩性、低强度等工程特性。

关键词：加固灌注检验试桩

1、 地基加固原理

振动沉管碎石桩加固砂性土地基的主要目的，是提高地基土承载力、减少变形和增强抗液化性。碎石桩加固砂土地基抗液化的机理主要有三个方面：

1.1挤密作用

在成桩过程中桩管对周围砂层产生很大的横向挤压力，桩管体积的碎石挤向桩管周围的砂层，使桩管周围的砂层孔隙比减小、密实度增大。

1.2排水降压作用

碎石桩加固砂土时，桩孔内充填碎石（卵石、砾石）和粗砂等反滤性好的粗颗粒料，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孔隙水压力的增高，防止砂土产生液化，并可加快地基的排水固结。

1.3砂基预震效应

碎石桩在成孔及成桩时，振动锤的强烈振动，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是极为有利的。复合土层起垫层作用，垫层将荷载扩散使应力分布趋于均匀，从而提高地基整体的承载力，减少沉降量。

2、进场设备及人员情况

2.1准备进场2台DZ40-60型碎石桩机进行施工

2.2每台桩机配备一台发电机，一台卷扬机及5-6名机组人员。

具体设备进场情况附后

3、碎石桩施工技术方案

3.1准备工作

3.1.1编写施工组织设计，经审批后方可进行施工；

3.1.2清理平整场地，消除高空和地面障碍物；

3.1.3测量放线，恢复中线，放出路段边线桩，清理平整施工段地基表面，测量地面整平后的标高，做好排水系统，保证排水通道的畅通；

3.1.4按设计文件桩间距及形式绘制碎石桩施工平面图，经设计人员签认后按图准确放出桩位并编号，桩间距允许偏差为±150mm；

3.1.5在钻孔桩两测布设桩位时，应预留钻孔桩施工位置，预留净距为140cm。

3.2材料要求

挤密碎石桩所用碎石应由未风化的干净砾石或扎制碎石而成，级配采用1－2－3自然级配，含泥量不大于5%，且最大粒径不大于4cm。

3.3施工工艺:

碎石桩采用振动沉管法施工，施工顺序采用跳打形式，并由外缘向中心进行，相邻两根桩必须采用跳跃间打每根桩的碎石灌注量不小于0.24m3/m，具体成桩工艺如下：

3.3.1 清理整平施工场地，进行桩位放样。

3.3.2 桩机就位，校正桩管垂直度应≤1.5%；校正桩管长度及投料口位置，使之符合设计桩长；设置二次投料口；在桩位处铺设少量碎石。

3.3.3启动振动锤，将桩管下到设计深度，每下沉0.5m留振30秒。

3.3.4稍提升桩管使桩尖打开。

3.3.5停止振动，立即向管内装入规定数量的碎石。 3.3.6振动拔管，拔管前先振动1分钟以后边振动边拔管，每提升 1m导管应反插30cm，留振10－20秒，拔管速度为1～2m/min 。

3.3.7根据单桩设计碎石用量确定第一次投料的成桩长度，进行数次反插直至桩管内碎石全部拔出。

3.3.8提升桩管高于地面，停止振动进行孔口投料（第三次投料）直至地表。

3.4成桩的试验：

碎石桩施工前，应根据现场实际情况进行成桩试验，取得各种机械参数，以确保大面积施工质量，成桩试验要求达到以下目的：

3.4.1根据不同路段、不同的地质情况现场确定桩体的有效长度。

3.4.2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、桩管提升高度和进度、电机的工作电流及完成全过程的施工时间等。

3.4.3掌握振动沉管的阻力情况，选择合理的技术措施，确保挤密的均匀性和桩身的连续性。

3.4.4检验室内试验所确定的碎石灌入量是否能达到设计要求。

3.4.5检测桩身的质量是否能达到设计要求。

3.5施工质量控制

3.5.1桩位的放样：应严格按设计图纸进行放样，确保桩间距及布置形式（等边三角形）。

3.5.2碎石材料按要求采用1～2～3自然级配，含泥量不大于5%，且最大粒径不大于4cm，绝对不允许用未经监理工程师验收或检验的碎石，以确保碎石的质量。

3.5.3按规定的施工顺序进行施工，整个段落采用跳打形式，并由外缘向中心进行。

3.5.4根据成桩试验确定的技术参数进行施工，操作人员应记录施工开始时间、结束时间、成桩深度、碎石灌入量及电机的工作电流值，同时注意各种参数的变化。

3.5.5控制碎石桩的振动频率、留振时间、反插深度、桩管提升的高度和速度，同时确保桩身的连续性。

3.5.6施工过程中应及时挖除桩管带出泥土，孔口泥土不得掉入孔中。

3.5.7填料要分批加入，不宜一次加料过量，原则上要“少吃多餐”，每一深度的抗体在未达到规定的密实电流时应继续加料，继续振实，严格防止“断桩”和“颈缩桩的发生。

3.6施工允许偏差的检验

碎石桩施工允许偏差

检查项目规定值或允许偏差 检查方法和频率

桩距（mm） ±150 抽查2%

桩径（mm） 不小于设计 抽查2%

桩长（m） 不小于设计 查施工记录

竖直度（%） 1.5 查施工记录

灌石量 不小于设计 查施工记录

施工允许偏差检验包括对桩径、桩距、桩长、垂直度以及单桩碎石灌入量。实际投料量未达到设计用量要求时，应在旁边补桩一根。

3.7施工质量的检验

挤密碎石桩施工前，必须进行成桩试验，桩数宜为9-16根。如发现质量不符合设计要求时，应调整桩间距、碎石用量、振动频率、留振时间、反插深度等参数。桩间土以标准贯入法试验为主，辅以其它试验方法。施工过程必须严格执行施工工艺，检查施工记录，施工完毕必须进行检测，以检验处理效果。

4、试桩阶段

试桩前后桩间土分别进行标准贯入、静力触探和瞬时瑞利波法等

测试工作；碎石桩采用动力触探（重II型）法；单桩桩身和三桩复

合地基分别进行静载试验。正常施工阶段：只进行标准贯入、静力触

探、瞬时瑞利波和动力触探测试工作。

4.1检测时间在成桩15天以后进行。

4.2检验频率

试桩阶段：试桩前分别进行标准贯入、静力触探和瞬时瑞利波等检测，每试验路段各不少于5个点；试桩后，标准贯入试验按碎石桩根数的1%布设测点；静力触探试验3点/5000m2，当工点面积小于5000 m2时，不小于3点；瞬时瑞利波检测时纵向1点/40m，检测点随机布置。

动力触探在桩间土标贯击数达不到要求的点周围检测2-3根桩。

静载荷试验选择在先期的试验路段进行，桩头和复合地基各2点。

正常施工阶段：标准贯入试验按碎石桩根数的1%布设测点；静力触探试验3点/5000 m2；瞬时瑞利波法试验1点/40m；动力触探2-3‰。

4.3检验标准

标准贯入试验：处理后粉细砂、粉土质砂、粉土层桩间土实测

静力触探检测：粉细砂桩间阻力qc不小于9Mpa；砂土、亚砂土层中qc不小于6.5Mpa；亚粘土、粘土层qc不小于1.4Mpa ；淤泥质粘土层qc不小于0.9Mpa；动力淤泥层中qc不小于0.8Mpa；

触探（重II型）检测：连续5击时的下沉量应不大于10cm。

静载荷试验：检测单桩允许承载力和三桩复合地基允许承载力分别不小于300Kpa和150Kpa。

5、施工现场管理办法

5.1每台桩机配备一名现场管理员全过程随机施工；技术人员查岗巡视抽查各个桩机的施工参数及原始施工记录。确保施工参数的准确性及资料的完整性。

5.2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施工时间进行一次标定，主要控制桩的成桩质量，确保挤密效果及桩身的完整性和连续性。

5.3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。

5.4根据总体的施工进度安排，对每台桩机每天进行进度复核，有问题的桩机及时查明原因，在确保施工质量的前提下，确保按工期完成施工任务。

5.5资料的整理及报送：施工资料由专人每天收集整理，对每台桩机建立独立完整的施工记录台帐，施工过程中资料每天向监理组报送。