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试论振冲碎石桩加固软土地基施工技术

徐瑞涵

黑龙江省龙建路桥第六工程有限公司

摘要: 在使用振冲碎石桩施工技术进行软土地基加固处理工作时,应确保施工人员掌握该技术的操作原理。由于常用于振冲碎石桩加固施工的工艺方法有:排打法、跳打法和转打法。每种技术有不同的操作特点,应做好对比分析工作,选择与当地自然环境和地质条件相适应的施工方案。然后,科学制定现场的质量管理机制,做好对每个施工步骤的规范化管理,这对于提高地基加固处理效果有着积极的促进作用,能够推动路桥施工任务的稳步开展。
关键词: 振冲碎石桩;软土地基;加固技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157081
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在路桥施工工作中,经常会遇到不良地基。大部分不良地基的特点都是存在淤泥、地质松软,地基承载力不高。所以,需要根据工程建设的基本要求,提前对地基进行加固处理。在施工行业可持续发展进步的当下,可以用于加固的技术方法有很多,本文主要介绍的是振冲碎石桩施工技术。

1.振冲碎石桩加固工艺的原理及基本施工方案

在决定使用某种施工技术之前,需要充分了解该技术的操作流程和工艺原理,从施工成本、单位的工作水平等角度,分析施工工作的可行性,从中制定出合理的施工计划。

1.1工艺原理

振冲器是振冲法施工中的特制机具,振冲碎石桩是指通过高压水冲和振冲器的水平振动力的作用,在软弱地基中形成桩孔,再向桩孔内逐段填入碎石,并利用振冲器产生水平向振动力,振挤填料及周围土体。并逐段振密在地基中形成一根密实的桩柱体,和原地基土形成复合地基,通过桩体与桩周土相互作用,共同承担上部荷载,从而达到提高地基承载力,减少沉降量,提高抗震能力,增加地基稳定性以及消除湿陷性黄土的湿陷性等作用。

1.2施工方案

制定施工方案时,应当从选择合适的施工工艺方面展开分析。每种施工环境适合不同的施工方法,选对了方法才能达到有效加固地基的作用,不至于会浪费施工经济成本。振冲碎石桩施工技术中,主要的工艺有三种:排打法、跳打法和转打法。排打法是最常用的施工方法,应用范围比较广。一般当地基是强度低的软粘土或极易液化的粉土,可采取间隔跳打法。转打法对中粗砂土的加密效果好,在桩间距小的情况下,会出现内部孔造孔困难。当加固区附近有建筑物时,施工宜先从邻近建筑物一边的桩开始施工,然后逐步向外推移。

2.振冲碎石桩软基加固技术操作流程

严格按照施工工艺流程分配工作任务,确保施工人员能够有序展开地基加固处理工作,这是保障施工质量的基础前提。

2.1成孔

与其他施工方案相比,使用振冲碎石桩,需要进行钻孔操作。要严格管控施工误差:(1)桩位定位放样,确定施工位置,管控施工误差。通常可以在桩位中心打入木桩(长30cm木方)。(2)振冲器对准桩位,偏差应小于30mm。先开启高压水泵,振冲器端口出水后,再启动振冲器待运转正常后开始造孔。(3)造孔过程中振冲器应处于悬垂状态,要求振冲器下放速度小于或等于振冲贯入土层速度。(4)造孔速度取决于地基土质条件和振冲类型及造孔水压等,造孔速度宜为0.5-2.0m/min。(5)造孔水压大小视振冲器贯入速度和地基土冲刷情况而定。一般0.2-0.8MPa,造孔水压大即水量大,返出泥砂多,水压小,返出泥土少,在不影响造孔速度情况下,应尽量降低水压。(6)造孔深度可以小于设计桩深300mm,这是为了防止高压水对处理深度地基土的冲击。对于软淤泥、松散粉砂、砂质粉土、粉煤灰等易被水冲破环的土,初始造孔深度可小于设计深度300mm以上,但开始加密深度必须达到设计深度。此外,针对软土地基的质量问题,成孔时,还涉及到对基坑的支护操作。

2.2现场清洁

实际上,钻孔操作会对地基造成一定的扰动作用。而且,会产生许多粉尘颗粒物。为了保证施工质量,管控施工环境的卫生程度,应当进行现场清理工作,重点要将孔洞内部的灰尘清理干净。造孔后,边提升振冲器边冲水直至孔口,再放至孔底,重复两三次扩大孔径。并使孔内泥浆变稀,振冲孔顺直通畅,以利填料加密。

2.3碎石填筑

在填筑阶段,应当先确定石料的粒径大小,一般为了节省施工成本可以在采石场进行石料开采。同时,应根据地基加固施工的要求粉碎石料,在确定石料质量和规格符合要求后,将材料运输到施工现场,准备进行填筑操作。应当以分段填筑的方式,管控石料的填筑厚度,这对于管控施工成本有着良好效果。施工过程中,需要使用振冲器,反插至设计标高后上提30-50cm。

2.4提升密实度

石料的填充工作会由于石料自身形状的影响,出现填充缝隙的问题。因此,需要在填筑施工时,科学研究如何提升地基的密实度。可以采用加密电流、留振时间、加密段长度综合指标法,采用这三种指标作为加密控制标准,可使加密质量更具保证。加密效果与加密电流值大小有关,也与达到该电流值的维持时间长短有关,留振时间是保证达到加密电流值延续的时间。在相同加密电流和留振时间条件下,加密段长度短、效果好,加密段长度大、效果差。留振时间宜为5-15s,加密段长度宜为200-500mm,加密水压宜为0.1-0.5MPa,使用75kW的振冲器,电压为70-100A。

2.5其他工艺

施工任务完成后,进行地基清理工作和找平工作。应将顶部预留的松散桩体挖除,可采用挖掘机挖除,桩间土留200mm保护土层,采用人工挖除的方式。如无预留,应将松散桩头压实。随后铺设级配碎石垫层并压实,压实系数要求达0.94-0.97,这是全面提升地基使用质量的方法。要注意将施工过程中产生的数据信息记录下来,方便整理施工档案,编制质量报表,并及时提交给监理部门审核。

结语:振冲碎石桩施工技术需要大量使用石料,应做好石料的开采工作,确定石料的粒径大小以及施工工程对材料质量的要求。同时,进行钻孔施工,根据软土地基面积确定成孔参数信息,拟定施工计划,做好对施工现场的误差管控工作。然后,在清孔后,及时进行碎石填筑,关注如何科学提升地基密实度的问题。最后,有序完成对施工现场的清洁工作,关注地基的平坦度,并进行施工质量检查。

参考文献:

[1]曾思敏.振冲碎石桩加固处理软土地基施工要点浅析[J].河南建材,2016,(1):44-46.

[2]陆水顺.市政工程施工中的软基加固技术探讨[J].建筑与装饰,2020(7):182.