振冲碎石桩加固处理软土地基施工要点浅析

曾思敏厦门路桥游舰港开发有限公司（361000）



振冲碎石桩加固处理软土地基施工要点浅析

曾思敏
厦门路桥游舰港开发有限公司（361000）

摘要:根据游艇码头淤积的污泥质软基处理情况、工程实施过程、工程技术的使用等方面展开了讨论。经检验得知，振冲碎石桩技术在对淤泥质软土地基进行处理方面是立竿见影的。

关键词:振冲碎石桩；游艇码头；施工

1工程概况

某游艇码头项目面积4万m2，长278 m，宽468 m。因为游艇码头所在地位地质状况很不好，有厚度非常大淤泥土质，所以地基处置采用振冲碎石桩的办法。首先将表面泥土清理达到标高－8.50 m，然后打设振冲碎石桩，选用直径1.2 m碎石桩，正三角形摆设，桩体中心距离1.7 m。碎石桩透过泥土层、淤泥层、粉状黏土软质层。工程共计打设振冲碎石桩40 194根,总尺寸498 927 m，总共石方量约1 200 000 m3。

2工程地质条件

根据工程勘察报告，游艇码头区域地质钻孔孔口标高多在－5.95～－7.78 m，地形平缓，由岸边向深水域微倾。

依据已经获取的打眼资料显示，周围以内的土层从上到下大致都是这样分部的——淤积的污泥、粉粹的砂粒以及一些黏土等。其中表层淤泥土厚度为7.4～12.8 m,标贯击数多大于1击。粉砂层在本地分布广泛，厚度在0.2～2.2 m。粉质黏土层分布均匀，厚度为0.9～4.8 m。粉质黏土层下面分别有高度风化和中度风化绿灰岩、高度风化和中度风化板岩。

3船机配备

施工配备2艘3 000 t方驳，1艘5 000 t方驳，1艘7 600 t方驳。选用12台75 kW振冲器、3台150 kW振冲器以及与其相匹配的协助设备。

4施工工艺

4.1工艺流程

游艇码头施工工艺流程见图1。

图1施工工艺流程图

4.2施工准备

1）石料准备。石料需提前到场，卸到上料码头后方堆场，经检验质量和规格合格后方可使用。

2）石料装船、运输。在上料码头，用铲车将石料装船，反铲挖掘机在船上配合摊铺石料，然后运至海上施工区域。

3）设备组装准备。振冲碎石桩海上施工工艺较为复杂,利用方驳构建海上施工平台、施工机械加固和船舶压载配重。方驳上载有振冲器(数量由船舶情况及桩位布置确定,振冲器组成包括电机、振头、减振器、捣杆4 m×5 m、电动机柜)、发电机、潜水泵、履带吊、下料筒、高压清水泵、电控柜、启动柜。

4）测量准备。在施工之前，测量人员根据控制点，做好相应的施工控制网。根据实际需要，准备足够的GPS自动定位设备，掌握相应的施工工艺和施工要求及定位方法。

4.3主要施工方法

4.3.1船舶定位

1）测量人员使用GPS确定打设船施工作业区域，下好浮标，利用拖轮将打设船拖到施工区域，根据当时潮流的流向在GPS定位系统的配合下进行下锚驻位。

2）基本驻位完成后，测量人员利用GPS自动定位系统,通过测量定位软件成像显示进行精确驻位。按照即时船位图像与标准船位图像位置差，通过电子移船设备和对讲机指挥各锚缆操作人员调整船舶方向及角度，直至船位图像重叠，即精准驻位。定好桩位，打设设备启动就位，准备碎石桩打设施工。

3）上料船就位。上料船驻位时，要注意海上作业区域风浪情况。上料船停靠在打设船之前，必须先下外侧锚,掌握好所下锚缆的适当长度，缓慢靠近打设船，并注意不要碰到各种施工设备。

4.3.2振冲造孔及清孔施工

1）造孔

吊起振冲器对准桩位，启动压力水泵、振冲器，待振冲器运行正常后开始造孔。振冲器徐徐贯入土中，直至设计的桩底标高。造孔过程中应保持比较大的水量，以确保成孔的质量。由于振冲器与导管之间有橡胶减震器联结，因此导管有稍微偏斜是允许的，但偏斜不能过大，防止振冲器偏离贯入方向。

2）清孔

施工时需清孔2～3次。清孔时设备提升速度不宜过快，一般控制在1.5 m/min以内。在清孔过程中根据现场地质情况(淤泥层)可外投料2～3铲，起造孔护壁及扩充孔径作用，防止缩颈回淤，保证成孔直径及下料顺畅，提高制桩质量。

4.3.3加料方式与加密段长度

1）加料方式采用传统的上出料法和改进后的下出料法。其中，下出料法是在造孔基本完成时，上料船应及时到达,振冲器造孔至设计深度时，向上提高2.0～2.5 m,利用上料船上的挖掘机向上料斗内添加石料，通过吊车副勾将装料斗送至导杆顶端接料口，石料通过中空导杆的下出料口送至孔底。这种投料方式大大缩短了石料进入孔底的行程，石料从中空导杆的顶端进料口进入导杆，从振冲器上面导杆末端出料口流出，没有改变石料在振冲器周边投放方式，因此确保振冲器周边石料充足，桩体垂直度和连续性得到保证。

2）振冲桩体的加密段长度。为保证孔内有0.5 m加密桩体的加料量,每次提升振冲器应在1.5～2.0 m。6 m以下至桩底部分，加密段长度为500 mm。6 m以上至桩顶部分，加密段长度为300 mm。

4.3.4振冲加密

在振冲加密过程中采用连续填料制桩工艺。制桩时应连续施工，加密从孔底开始，逐段向上，中间不得漏振。

1）加密电流、留振时间、加密段长及填料数量，应符合设计要求的参数。

2）应用电气自动控制系统控制加密电流和留振时间、加密电流的方式。

3）加密必须从孔底开始，逐段向上，中间不得漏振。

4）主要施工顺序为，6 m以下至桩底部分，将采用下出料法施工，每延米投料量不小于1.5 m3(1 斗)，加密段长度为500 mm。下出料法可以有效保证桩体完整性，具有投料准确、施工速度快、桩体连续均匀、单桩承载力高的特点。6 m以上至桩顶部分，采用上出料法施工，加密段长度控制在300 mm，每延米投料量不小于1.9 m3，累计投料量不小于12 m3,确保桩间土流泥得到充分置换。

实践证明，若淤泥层小于6 m时，传统的上出料法便于制桩且能保证质量，可以提高桩体的约束力，是桩体密实的一个有力保证。对桩顶部分进行反复振密可确保碎石桩顶部质量。桩体施工过程要确保每个加密段都达到设计要求后方能进行下个加密段施工，确保不漏振、不断桩。

4.4振冲碎石桩施工控制参数

振冲碎石桩施工控制参数见表1。

表1振冲碎石桩施工控制参数

4.5质量保证措施

1）施工前,详细分析施工场地的岩土工程条件，根据设计图纸及相关的施工技术规范、规程和标准,制定出严密的施工质量管理及质量保证体系。

2）开工前，对现场技术人员、施工机组人员进行技术交底。

3）各施工设备在施工前,由专业技工进行检查、维护，特别要加强对监控设备的检定。

4）施工中应检查加密电流、留振时间、加密段长度准确性，注意填料数量是否满足设计要求。

5）施工中若遇到地质条件发生变化，适当调整施工技术参数，确保工程质量和施工顺利进行，并作好技术记录。

6）进行碎石桩检测时应严格按照规范实施。

7）建立信息管理系统，对施工、检测试验中出现的技术问题及时反馈、解决，对工程进行动态的管理。

5验收检测

5.1检测方法

工程桩检测时桩间土采用标准贯入(N63.5，落距76 cm)测试，桩体采用重型(N63.5，落距76 cm)动力触探测试。检测标准均为相对密实度达到0.7，且平均动力触探击数不小于7击。

5.2检测结论

游艇码头海上振冲碎石桩检测结果从整体上看表现出的共性为:深度0～1.0 m区间桩体动力触探击数较低；1.0～2.0 m区间桩体动力触探击数较高，基本在10击左右(个别桩体该层达到3.0 m深度)；深度2.0～9.0 m区间桩体动力触探击数大部分在8击左右；9.0～16.0 m区间动力触探击数基本呈现随深度增加而增加，平均击数基本不小于7。满足检测标准要求。综上所述，振冲碎石桩施工质量合格，符合设计要求及规范规定。

6结语

通过对游艇码头工程海上振冲碎石桩的检测情况以及后续码头上部主体施工加载情况的监测结果表明，海上振冲碎石桩技术在淤泥质土地基基础处理中取得了良好的效果，保证了游艇码头工程地基稳定安全。