浅谈夯扩碎石桩施工工艺及成桩的质量检测

(河北省水利工程局， 石家庄 050021)

浅谈夯扩碎石桩施工工艺及成桩的质量检测

贾荣刚

(河北省水利工程局， 石家庄 050021)

利用夯扩挤密碎石桩处理方法可有效消除填土的湿陷性和液化，改善土的物理力学指标，提高地基土的承载能力和压缩模量，减少地基土的压缩变形。本文通过南水北调某倒虹吸夯扩挤密碎石桩的施工实践，分析介绍了夯扩挤密碎石桩施工工艺要点，指出了成桩质量检测方法及结果。

夯扩挤密碎石桩； 施工工艺； 质量检测

1 工程概况

白马河渠道倒虹吸是南水北调中线工程总干渠上的一座大型河渠交叉建筑物，进口位于总干渠桩号118+084处，出口位于桩号118+769处，倒虹吸全长685m，由进口渐变段、进口检修闸、管身段、出口节制闸、出口渐变段组成。白马河倒虹吸夯扩碎石桩进口段平均桩长8m，出口段平均桩长9m，地基处理共计10524m。倒虹吸进口段及闸室段原天然地基承载力特征值约为150kPa，不能满足建筑物地基承载力的要求，采用夯扩挤密碎石桩进行地基处理，要求处理后进口段三角形布桩、矩形布桩复合地基承载力应分别不小于250kPa、230kPa，出口段三角形布桩复合地基承载力应不小于220 kPa。桩径0.6m。桩顶铺设30cm厚碎石土垫层并碾压密实。

2 地质条件

建筑物区发育的地层主要为奥陶系中统马家沟组灰岩、白云质灰岩和碎石土(溶蚀充填物)，第四系下更新统冰水积、湖积黏性土和砂土，第四系全新统冲洪积黏性土和砂土。

建筑物区在勘探深度内主要地层自上而下为：

d.下更新统(fgl+lQ1)：主要岩性为黏土、壤土、中砂、粉砂、粗砂等。在建筑物场区74.4～87.11m高程以下呈大小不同透镜体交错展布，揭露最大总厚度32.5m。

e.奥陶系中统马家沟组(O2m)：主要岩性为灰岩、白云质灰岩和碎石土，该岩层分布于白马河右岸。钻孔揭露顶面高程81.92～48.20m，埋深0.7～32.2m，揭露最大厚度33.5m。

3 施工方法

3.1 施工工艺流程

施工准备→桩机就位、成孔→沉护筒→填料回填夯实→成桩封孔。

3.2 施工设备

ZTJ-4液压步履式打桩机，φ400mm、自重3.5t夯锤，J2经纬仪。

3.3 施工准备

a.施工前，认真查明施工范围内的地下建筑物和地下管线的位置和标高，避开在其上部进行夯扩桩施工。

b.根据设计图纸做好桩位的测量放样，桩位偏差应不大于24mm，使用φ20mm钢筋在桩位上钉一深约150mm的圆孔，将钢筋缓慢拔出，倒入白灰，并用钢筋捣实作为标记，施放桩位线自检合格并做好桩位预检记录和编号，经监理工程师验线合格方可开始施工。

c.在基底范围内垫一定厚度的碎石土工作垫层，以保证施工的正常进行。

d.施工前在场区内按照要求进行试验桩，并在试验桩满足试验条件后，采用单桩复合地基载荷试验的方法，检验地基处理效果，以确定单次填料量、填料充盈系数、重锤落距、三级锤入度等指标，并在施工中严格执行，以保证桩体强度。

e.施工前按设计要求由试验室进行配合比试验，施工时按配合比配制混合料。

f.桩体用碎石应于施工前到场，要求碎石级配良好，有机质含量不大于5%。

3.4 桩机就位、成孔

a.将桩机移至布置孔位，调平机架，用线锤吊线检查护筒的垂直度，确保垂直度控制在1.5%之内。

b.成孔至设计标高：长螺旋钻机引孔至设计桩底标高上1～1.5m，夯扩机将重锤做自由落体运动夯击土体至桩底标高，形成桩孔，孔径不大于0.4m。

c.测桩底三击贯入度：待桩底成密实状态后，将重锤以6m落距做自由落体运动，严禁带刹车和离合，控制三击贯入度小于15cm。

d.施工采用隔排跳打的方法，有利于保证施工质量，能达到更好的挤密效果。

3.5 沉护筒

a.调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于桩长的1.5%。

b.下入护筒后，清底夯实、夯平，夯实次数不小于8击。

c.进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，经监理验收合格后进行下道工序施工。

3.6 填料回填夯实

a.填料选用粒径不大于5cm的碎石。

b.填料分层回填夯实：提升重锤高出填料口，分层填料夯击，逐层以量斗定量向桩孔内下料，每次填料0.25m3，单击贯入量不大于15cm。桩顶预留0.6～1.5m的振密段。

c.回填夯实采用连续施工，每个桩孔一次分层回填夯实，不得间隔停顿或隔日施工，以免降低桩的承载力。

3.7 成桩封孔

a.成桩桩顶标高超出设计标高0.6～1.5m。

b.桩身填筑充盈系数大于试验确定的满足设计强度要求的指标。

c.控制三击贯入度不大于试验确定的满足设计强度要求的指标(重锤落距定值)。

4 成桩质量检测

4.1 检测数量及方法

根据规范要求，进行夯扩桩的施工质量检验需进行复合地基静载荷试验来评价复合地基承载力。

4.1.1 检测数量

检测数量依据《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2002)要求，施工完毕后的工程桩验收性检测复合地基载荷检测数量不应少于总桩数的0.5%，且每个单体建筑不应少于三点。

4.1.2 检测方法

用油压千斤顶进行加载，采用并联于千斤顶油路的压力表测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载。载荷板面积为1根桩所承担的处理面积。采用慢速维持荷载法，最终加载量为设计单桩复合地基承载力特征值的2倍。加载等级分为8级，逐级等量加载。每加一级荷载前后均应各读记承压板沉降量一次，以后每0.5h读记一次。当1h内沉降量小于0.1mm时，即可加下一级荷载。根据载荷数据，绘制压力—沉降 (P—s)曲线。依据规范，复合地基承载力特征值的确定应依照以下规定：

a.当压力—沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半。

b.当压力—沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值s/b=0.01确定，且按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。

4.1.3 检测时间

施工后应间隔一定时间方可进行质量检验。针对饱和黏性土地基应待孔隙水压力消散后进行，间隔时间不宜少于14d；对粉土、砂土和杂填土地基，不宜少于7d。

4.2 检测结果

白马河渠道倒虹吸进口段三角形布桩复合地基承载力特征值达到250kPa，满足设计要求；出口段三角形布桩复合地基承载力特征值达到220kPa，满足设计要求。因此可以得出如下结论：采用步履式落锤载体扩桩机成孔孔径450mm,或长螺旋钻机引孔，桩径不大于400mm；每次填料量控制在0.25m3左右；桩底三击贯入度15cm，桩径夯扩挤密至600mm；能够达到消除液化的设计要求，并能满足地基承载力要求。

[1] 李相然，赵春富，张绍河.地下与基础工程防渗加固技术[M].中国建筑工业出版社,2005.

[2] 《水利水电工程施工手册》编委会.水利水电工程施工手册地基与基础工程[M].北京：中国电力出版社,2004.

On Ram-expanded Gravel Pile Construction Technology and Quality Inspection of Finished Pile

JIA Rong-gang

(HebeiWaterConservancyEngineeringBureau,Shijiazhuang050021,China)

Ram-expanded compaction gravel pile treatment method can be utilized for effectively eliminating collapsibility and liquefaction of filled soil, improving physical and mechanical properties, improving bearing capacity and compressive modulus of foundation soil, and reducing compression deformation of foundation soil. In the paper, keys of ram-expanded compaction gravel pile construction technology are analyzed and introduced through construction practice of one inverted siphon ram-expanded compaction gravel pile in South-to-North Water Diversion Project. Test method and results of finished product quality are pointed out.

ram-expanded compaction gravel pile; construction technology; quality inspection

TV52

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1005-4774(2014)10-0000-03