土建工程碎石桩复合地基施工技术的应用研讨

王文娟

(山西宏厦建筑工程第三有限公司，山西 阳泉 045008)

1 某房屋建筑土建工程地基施工背景概况

某框架剪力墙结构的房屋建筑土建工程，共32 层，其基础应用后压浆钻孔灌注桩，基坑的长度、宽度、深度分别为70 m，32.5 m，10 m。基础的支护结构分为三个部分:首先借助支撑排桩支护，每根支护桩之间平均距离为18 cm，有效桩顶在地表下1.9 m;其次利用长18 m、直径0.8 m 的钻孔灌注桩挡土;最后在基础外围北、东、西三面，由长15 m 的内排桩和长9 m 的外排桩，构成双排深层搅拌桩止水帷幕。至于南面，由于受到工作面面积的限制，利用桩长18 m 的高压旋喷桩进行钻孔灌注桩桩缝的封堵。在地基施工前，对现场的地质条件展开缜密勘察，从上往下的地质情况如下:①人工填土层，以粘性杂填土为主，其中夹杂了少量的生活垃圾和砖块，呈湿润～松散不均匀状，平均层厚2.9 m。②全新统上组河床～河漫滩相沉积层，以黄褐色的粉质粘土和粉土为主，其中粉质粘土呈饱和～可塑均匀状态，平均厚度为2.3 m，而粉土呈饱和～稍密均匀状，平均厚度1.25 m，埋深在3 m～5 m 范围内，标贯击数8 击～17 击。③全新统中组浅海相沉积层，以灰色粉土和粉质粘土为主，其中粉土呈饱和、稍密、中密状，平均厚度365 m，埋深在5 m～11 m 范围内，标贯击数5 击～21 击，而粉质粘土呈饱和、软塑状态，平均厚度4.8 m。④上更新统五组河床～河漫滩相沉积层，以灰白粉质粘土和黄褐色粉砂为主，两者均呈饱和～可塑状，其中粉砂平均厚度2.05 m。据笔者在其他房屋建筑土建工程中对振动沉管挤密碎石桩加固方法的应用效果分析，这种加固方法能够有效消除地基液化沉陷现象，加固后的地基承载力至少可达到160 kPa，因此针对存在液化现象的本工程地基加固处理，在技术层面上可予以优选，另外这种加固方法绿色环保、施工效率高、造价不高，在本工程应用的可行性较高。

2 案例房屋建筑土建工程碎石桩复合地基施工技术应用

在本工程中采用碎石桩复合地基施工技术，布桩依据为《建筑地基处理技术规范》《建筑抗震设计规范》，处理宽度、深度分别在基础宽度1/5 和基础底面处理深度1/2 以上，并在轮廓线外围，按照正三角形满堂红方式布置保护桩，布置数量为3 排。

2.1 施工参数与要求

勘察资料显示:钻孔砂土处于饱和状态，并有震动液化迹象，而桩基底部需穿越粉质粘土层。因此在设计桩基时，控制好穿越粉质粘土层时液化点的深度，笔者认为:本建筑桩基应以正三角形方式布置，桩径以500 mm 为宜，桩基平均长度控制在6 m，桩与桩之间距离1.4 m。按照这种方式布置桩基，可保证桩基承载力达到480 kPa，并满足0.116 面积置换率的要求。由于本次选用的桩基模式为碎石桩复合地基，期间需借助振动沉管进行挤密施工，以此消除液化问题的影响，而工程选用的碎石，平均粒径20 mm，且含泥量在5%以内，属于新鲜碎石。在这种条件下施工，每段碎石桩单位长度适宜调整在1 m～1.5 m 之间，同时以单位长度为基准，设置相应的密度，笔者认为以0.5 m～1 m 为宜。另外，桩位、桩垂直度的偏差，分别控制在0.3 倍套管外径和1.0%以内，按照该标准铺设碎石褥垫层，平均厚度30 cm，以小于0.9 的夯填度进行分层夯实。

2.2 施工准备

围绕以上参数进行施工准备工作，分为七点:1)编写开工报告和绘制桩位布置图纸，由监理单位进行审批，在确认通过后，才能够进行施工;2)进行场地的清理，将场内的障碍物和垃圾清除干净，检验是否有架空电线等的影响;3)测量放线，并测定地面的高程和计算桩基长度等;4)布置桩基，控制好桩基的间距，以及与构造物基础轮廓线的平行度;5)施工机械的检查，本工程配备了打桩机、发电机、小推车;6)材料的准备进场，所选用的碎石含泥量在5%以内，级配在2 cm～4 cm 之间，最大粒径为4 cm;7)统一编号桩机，按照相关的技术参数和规范要求，保证机械操作的规范化。

2.3 施工工艺

工程开始后，借助DZ-60 型的打桩机开始施工，其工艺要点，分别从成桩步骤、技术措施、改进措施几个方面研讨:

1)成桩步骤。在桩机就位后，调整桩管和桩尖的位置，然后按照设计的深度，借助振动锤施打桩管，在达到设计深度时，往管道加入配置好的石料，再以1 m～2 m 的高度提升桩管，将管内滞留的石料带入孔底。当桩管再次降落，就能够以振动和挤压的共同作用，起到密实碎石的效果。按照这种方式重复上下桩管，直至碎石填充满，就可以完成碎石桩。

2)技术措施。在施工过程中，测量、校核、定位等，都要按照施工图纸中的桩位布置情况进行，笔者认为有必要在施工之前，认真检验所使用的石料是否符合要求，同时调整好桩基的垂直偏差和水平偏差。至于填料施工，尽量控制好石料的数量，要确保碎石桩的整体密实度达标，如果在施工期间有特殊地质干扰，则需要以连续沉桩的方式，合龙桩尖活瓣，保证桩尖位置的准确，然后同时振动和加压沉管，使得沉管效率得以有效提升。另外，在沉管振动时，沉管时间和深度的控制，同样是关键的技术措施。本工程在施工时，笔者发现有断桩迹象，经检查，主要是因为孔口泥土的掉落，影响了成桩的质量。针对该问题，笔者建议以均匀的速度提升桩管和反插，在挖除桩管时，要将全部泥土带出，同时密切关注土层的变化情况。无论是投料量，还是沉管速度，只要有异常情况，都要马上停止施工，由监理单位和施工单位共同处理。譬如本工程在遇到硬土层时，无法进行沉管，经反复确认硬土层的厚度后，再按照0.224 m3/m 的量灌注碎石和补桩，直至沉管稳定。

3)技术改进。在本次施工时，拔管、反插和留振技术，需要进行如下改进:首先是拔管，速度既不能太快，也不能太慢，太快容易造成振密程度不够，太慢则会引起缩径，适合控制在0.81 m/min 左右;其次是反插，每次反插，前后的深度差值不能大于1 m，且在下料后，要控制好反插次数;最后是留振，在拔管之前完成，大约上拔桩管0.5 m 后，保持1 min 左右的留振时间，在完成反插后，至少需要留振10 s。

3 结语

针对存在液化现象，案例工程地基加固处理，在技术层面上优选碎石桩复合地基，这种加固方法绿色环保、施工效率高、造价不高，在本工程应用的可行性较高。这种地基施工方法，以《建筑地基处理技术规范》《建筑抗震设计规范》为施工技术，在布置施工技术参数和做好施工准备工作后，借助DZ-60 型的打桩机按部就班施工。文章通过研究，基本明确了碎石桩复合地基在案例工程的应用方法，但考虑不同土建工程桩基施工要求和条件的差异性，以上方法在其他工程中应用时，需结合实际工程的情况，予以灵活地参考借鉴。

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