浅谈振冲碎石桩地基加固中的管理与应用论文
时间：2021-08-31浅谈振冲碎石桩地基加固中的管理与应用论文
摘要：振冲碎石桩加固松软土地基，形成符合地基或复合土体，以提高其承载力、增强稳定性、减少沉降量，同时还显著地增强其抗震性能，无论是公路、桥梁、堤坝和房屋等建筑的软基均可采用振冲碎石桩处理成复合地基以满足工程的使用与抗震的要求。本文结合实际工程，对振冲碎石桩施工及管理措施进行探讨，并对这种加固软土地基的方法在施工中的遇到的经验和问题进行了总结。
关键词：振冲碎石桩软土地基地基加固
1工程概况
1.1工程基本概况该项目厂区面积26万平方米，厂区建设分三期进行，主要建设内容有：生产车间242880平方米，宿舍楼：3600平方米，食堂、浴池、文化中心7440平方米，办公楼：7800平方米。
1.2工程地质概况该工程场地原为沼泽地，后经人工修整后地形平坦，场地地貌为海岸平原。在钻探揭露深度范围内，地层自上而下为：①素填土：层厚0.3～3.4m，层底高程1.34～3.55m。②细砂：层厚1.4～5.2m，层底高程-1.70～1.52m。③含淤泥粉细砂：层厚1.30～5.90m，层底高程-4.83～-2.45m。④粗砂：层厚0.4～3.1m，层底高程-1.56～-4.32m。⑤全风化片麻岩：层厚0.14～1.07m，层底高程-7.06～-4.62m。⑥强风化片麻岩：钻探揭露层厚2.32～5.00m，钻探揭露层底高程-10.69～-8.05m。
该建筑场地为对建筑抗震不利地段，须对素填土、细砂、含淤泥粉细砂进行加固处理，消除砂土的液化沉陷。当治理后地基土承载力满足设计要求时，地基稳定，适宜建筑。
1.3地基加固方案该新建场地存在饱和的细砂和含淤泥粉细砂，地基的液化等级严重，可采用振冲法对素填土、细砂、含淤泥粉细砂进行加固处理，消除砂土的液化沉陷，以振冲碎石桩形成的复合地基为基础持力层，振冲碎石桩处理到粗砂层。
2振冲碎石桩的施工及质量管理
2.1振冲碎石桩试验段施工振冲碎石桩施工前，根据施工规范要求施工前须通过试验段的施工，记录冲孔、清孔、制桩时间和深度、记录冲水量、水压、填入碎石量及电流的变化等，验证设计参数和施工控制的有关参数，选定科学合理的技术参数作为振冲碎石桩施工的控制指标。根据现场试桩的结果，需要取得如下的施工技术参数：造孔电流、造孔水压、加密电流、加密水压、留振时间、填料量和加密段长度等。施工时应密切注意对周围结构物的影响。试桩施工直接在振冲碎石桩施工范围内进行布置，根据振冲碎石桩施工图设计的分区要求，每区段振冲碎石桩施工前都必须进行试验桩施工。
2.2振冲碎石桩施工程序
①清淤、清理场地，平整场地至桩顶设计标高；布置桩位，根据试桩结果，确定施工技术参数。
②放线、定位：测量放线后吊车就位，吊起振冲器，使其竖直、悬空，距地面10～20cm，并让尖端对准桩位，检查水压、电压和振冲器电流是否正常。
③造孔：开启高压清水泵，注入高压水，开动振冲器，振冲器在压力冲击作用和振动作用下竖直贯入地层至设计深度。
④清孔：造孔完毕后，将振冲器全部吊出后再对准孔位，保持坚直状态，贯入孔底，进行一次清孔排浆，记录清孔过程，并根据实际成孔排浆情况，确定清孔次数。
⑤填料、振密、制桩：清孔完毕，控制室改用加密电流，并改变水压，采取连续填料，分段振密的制桩方法。将振冲器提离孔口1.0～1.5m，装载机向孔内倒石料，每次填料数量视土质条件而定，一般每次填料高度为0.5～0.8m。待石料沉入孔底后，再缓慢下沉振冲器，振密孔底桩体，当振冲器工作电流达到规定的密实电流后，留振10～20s。循环上段工序，进行下一段桩体的压密工作直至孔口，则完成一根桩的制桩过程。
⑥关机、停水，振冲器移位至下一桩位。
⑦清沟排污：打桩过程中，施工现场安排人力清沟，保证排污网络畅通，避免泥浆漫淌，沉淀后的泥浆采用泥浆车出运至弃土场排放；做好场地整洁，文明施工。
⑧填料记录：施工过程中通过振冲器上配备的振冲碎石桩施工自动监控系统记录仪，对每段桩体的成孔电流、密实电流、填料量及留振时间等进行现场施工过程的实时跟踪记录，作为设计、监理部门质量签认的主要依据。每桩施工均填写施工记录表。
⑨铺设碎石垫层：振冲碎石桩处理完成后，在桩顶上铺填30cm厚碎石垫层，全部处理范围均采用20t振动压路机重叠轮迹碾压至少二遍。
2.3振冲碎石桩施工质量控制及管理措施
2.3.1严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。水量要充足，使孔内充满水，防止塌孔，使制桩工作得以顺利进行；水压视土质及其强度而定，一般对强度较低的软土，水压小一些；对强度较高的土，水压大些；成孔过程中水压和水量尽可能大，当接近设计加固深度时，降低水压，以免影响桩底以下的土；加料振密过程中水压和水量均小些。
2.3.2电压一般为380±20V，并保持稳定。电流一般为空载电流加10～15A为加料振密过程中的密实电流，或为额定电流的90%。严禁在超过额定电流的.情况下作业。振冲器在固定深度位置留振时间为10～20s。
2.3.3填料注意加料不过猛，原则上“少吃多餐”，勤加料，但每批不加得太多。施工中，每段桩体均做到满足密实电流、填料量和留振时间三方面的规定。当达不到规定的密实电流时，向孔内继续加碎石并振密，直至电流值超过规定的密实电流值。避免出现断桩，缩径现象。
2.3.4碎石桩质量检验：振冲碎石桩施工完成四个星期后即可做单桩复合地基荷载试验，按每300根随机抽取1根进行检验，但总数不得少于3根。桩体密实度抽查5%；复合地基承载力抽查5%，采用重Ⅱ型动力触探测试。碎石桩软基处理经检测符合有关规范及验收标准要求后，经监理工程师批准方可转下一道工序。
3施工中的问题及经验总结
在该项目一期工程中的地基处理过程中，由于缺乏经验，采用了这样的地基处理工序：
碎石振冲桩→基础土方开挖→基础施工→主体施工→设备基础→设备调试安装
这种工序适合基底标高与场地标高相差不大的情况，在基础开挖的时候，可以将碎石桩头少量不密实部分挖掉。但是由于该工程厂房的杯口基础基底设计标高与场平标高相差平均接近2.5m，部分大型设备基础的基底标高与场平标高相差4m，因此在进行基础土方开挖和设备基础开挖的时候的时候，造成大量的密实部分的碎石桩体也被挖掉，不但影响碎石桩的整体稳定性，而且造成了无谓的浪费，无形中增加了建筑成本。
汲取了一期工程的经验后，通过认真的分析和总结：二期厂房基底标高与场平标高平均相差4米，局部设备基础基底标高与场平标高相差5米，因此工程部提出工序改进方案：首先进行厂房基础及设备基础的开挖，开挖深度控制在基底标高以上500mm，然后进行振冲碎石桩的施工，碎石桩检测后再进行二次开挖至基底标高以下300mm，满铺300mm碎石垫层后进行下一步工序。经过分析后，调整后的方案具有以下优点：
①碎石桩头700-800mm左右的相对不密实部分在进行土方开挖的时候被挖掉，桩头铺设的300mm厚的碎石垫层对桩体起了很好的保护作用。
②相对于原有施工方案而言，由于保证了桩体的整体性，使得碎石桩结构上的稳定性强于前者。
③相对于原方案由于每支碎石桩工程量平均减少3.5米，相当于了节省工程投资，降低地基处理部分工程造价近30%。
该方案得到设计单位认可后，施工单位按照该方案进行施工，不仅在工期内保质保量完成了振冲桩的施工，而且为业主节省投资数百万元。
4结语
振冲法加固软体地基适用性广，尤其适用于组成性质不同的多层软弱地基。软土地基经振冲处理后可加快固结，减少沉降，提高强度指标、抗震性能。振冲法施工速度快，质量容易控制，是一种有效、简便、经济的地基加固方法。
参考文献：
[1]何广讷.《振冲碎石桩复合地基》.人民交通出版社.
[2]中华人民共和国行业标准JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范.》.
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