浅析振动沉管碎石桩施工

刘修字

摘 要：本文主要介绍路基工程软基处理采用振动沉管碎石桩，施工过程和质量控制措施及适用范围。

关键词：振动沉管碎石桩；施工技术；质量控制

中图分类号：U415 文献标识码：A

一、引言

随着我国公路工程建设飞速发展，振动沉管碎石桩，在软基处理中得到广泛应用。本文着重从工程实践的角度，对振动沉管碎石桩的主要问题进行探讨。

二、振动沉管碎石桩的施工

（一） 适用范围

地基表层为厚层软塑状的粘性土、素填土、杂填土等，采用重型碾压、换填等处理措施不能满足工程需要的地段。

（二） 作业准备

1 场地准备。清除施工范围内地表的浮土，清理并平整场地。施工现场要做到三通一平即水通、电通、料通和场地平整，满足机械设备进场要求。

2 材料准备。桩体材料可为碎石，碎石桩所用的碎石进场应按批进行检验，碎石粒径为20～50 mm，含泥量≤5%，最大粒径不大于50mm。

3 人员配备。每台碎石桩机配备人员：现场指挥1名、机长1名，装载机司机1名，上料工人2名，施工记录员1名。

4 机械设备。碎石桩机（振动法或捶击法），小型装载机（0.2 m?）。桩尖采用能有效挤压孔内石料的活瓣式结构。主要检测设备：圆锥动力触探仪（N63.5），静荷载试验设备，密度、含水量试验等试验仪器。

5 工艺性试验。大面积施工开始前，应选择代表性段落作试桩试验（不小于2根），以确定工艺参数。振动法施工应严格控制拔管高度、拔管速度、压管次数和时间、填碎石量、电机的工作电流等。捶击法施工应严格控制拔管高度、分段填碎石量、贯入度等，以保证桩体的连续、均匀、密实。

（三）技术要求

1碎石桩桩径一般为0.5m，桩基中心间距根据计算确定，一般为1.0-1.2m，桩位布置方式为梅花形布置。处理范围为路堤坡脚线外3m。

2成桩施工可采用振动或捶击法，振动成桩法宜采用重复拔管法，捶击成桩法宜采用双管法。

3碎石桩桩长可根据工程要求和工程地质条件确定，一般为5-15m。当软塑土层厚度不大时碎石桩桩长应穿透软塑土层；当软塑土层厚度较大时碎石桩桩长应通过计算确定。

4桩体材料可为碎石、卵石等硬质材料，含泥量不得大于5%，最大粒径不宜大于50mm。单桩承载力及复合地基承载力依据地质条件以各工点设计计算而定。

5孔内填料量应通过现场试桩试验确定，施工中地面有下沉或隆起现象时，填料数应根据现场具体情况予以增减。

6桩施工完后，桩顶设0.5m厚砂石垫层。

（四） 施工方案及操作要点（振动法）

1桩的定位。 测量并定出主要桩孔位置以便准确施工。首先测定场地标高，并放出控制边桩，每排桩用钢尺或测绳量，不能分段测量，每打一排桩要醒目标注桩位。最后按桩位设计图在现场用小木桩或撒石灰标出桩位，机械就位时桩位偏差不得大于0.3d（15cm）。

2填料方式。在地基内成孔后，接着要往孔内加填料。对较软的土层，宜采用“先护壁，后制桩”的办法施工。即成孔时，不要一下达到设计深度，而是先达到软层上部1-2m范围内，将振冲器提出孔口加一批填料，下降振冲器使这批填料挤入孔壁，把这段孔壁加强以防塌孔。然后使振冲器下降至下一段软土中，用同样方法加料护壁。如此重复进行，直达设计深度。孔壁护好后，就可按常规步骤制桩。

3桩的施工顺序。桩的施工顺序为从中间向外围或隔排施工，在临近既有建筑物时，要背离建筑物方向进行施工。

4制桩操作要点：①用振动成桩机将桩管边振动边沉入土层，每下沉0.5m留振30s，沉入速度控制在2-3m/min，直至设计深度，稍上提桩管，桩管下端的活瓣桩尖打开，桩管及桩尖外壁的真空破坏，这样可减少起拔摩阻力。②成孔后，停止振动，立即往管内装入碎石，直至灌满为止。起振拔管，为了使桩管内碎石密实，在拔管前先留振1分钟，边振动边匀速拔管，拔管速度1-1.2m/min，为使挤出拔管下端的碎石更加密实，每提升1m留振1分钟。③再次投料，直至灌满，启动拔管，并进行多次反插，至管内碎石全部挤出，反插深度小于桩管长度，提升1m反插0.5m。④提升桩管高于地面停止振动，进行孔口投料至地表，启动反插并及时进行孔口补料至该桩碎石料全部投完为止；在孔口加压，保证孔口石料的密实。⑤每根桩在施工过程中要及时填写施工记录，填写内容有：桩号、制桩深度、填料量、时间、压管次数和时间等。

5施工注意事项：①加料时应停机加料，并注意提升速度，防止因提升过高而出现断桩或缩颈现象，应每提升约桩长的一半时投料1次。②提升和反插速度必须均匀，反插由浅到深，每根桩反插次数视情况而定。③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内。④施工过程中要记录沉桩深度、制桩时间、每次碎石灌入量、反插次数等。⑤在施工过程中要经常检查桩位、桩径、桩深、桩孔垂直度、缩颈、塌孔等问题。

三、质量检验

检查施工记录，包括碎石填量、沉管振动时间、振升速度和高度、挤密时间、桩位偏差等。施工前后对桩间土作标准贯入试验，比较各土层强度增长情况，以判断各土层的承载力。对桩身密实度检验采用重型动力触探法。

（一）主控项目

1碎石桩所用的碎石进场应按批进行检验，碎石粒径为20～50 mm，含泥量≤5% 。检验数量：同一产地、品种、规格且连续进场的碎石，每3 000 m?为一批，不足3 000 m?亦按一批计。施工单位每批检验一组。监理单位按施工单位检验数量的20%见证检验或10%平行检验，且不少于1组。

2碎石桩的布置形式应符合设计要求。

结语

综上所述，为了不断提高振动沉管碎石桩的质量，应从以下几个方面进行严格控制并不断进行研究、改进和提高：

（1）对振动沉管碎石桩设备与施工效率和质量有关的机具、仪器等都进行检查。

（2）提高和完善管理水平，应以工序控制和事前控制为主，建立科学管理制度和方法。

（3）施工中要严格检查，把质量隐患消除在萌芽中。

参考文献

[1]JTGF10-2006 ，公路路基施工技术规范[S].