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摘要:沉降量大、地基承载力小以及固结时间长是软土地基的明显缺陷,不能在真正意义上实现对建设需求的满足,因此必须利用适当的措施实现对地基条件的改善,同时在提高地基承载力的基础上对工程质量进行保证。本文主要针对软粘土地基中振冲碎石桩的施工技术进行分析,最终促使建筑行业实现持续发展的目标。
关键词:软粘土地基;振冲碎石桩;施工技术
在软土地基中对振冲器所产生的高频振动进行充分利用就是指振动水冲法,在此过程中可对水泵进行同时开动,高频振动以及高压水流会在此过程中出现联合振动的现象,振冲器可在这一过程中实现对加固深度的达成,并在此基础上利用碎石工序所形成的密实桩体就是指振冲碎石桩。施工简单以及造价低是其显著优势与特征,现阶段已经逐渐实现在软土地基加固中的广泛应用。
一、振冲碎石桩施工工艺
1.施工准备
(1)在实际施工之前必须进行科学合理的准备工作,这可为后期施工工作的顺利进行打下坚实基础,同时也是从根本上对施工质量进行保障的必经阶段。首先需要对场地内的运输道路进行合理布置,然后在此基础上对道路两边的排水盲沟、纵向排水沟、料场、沉淀池及清水池进行科学设置。为方便夜间施工我们还要准备好照明设施。
(2)对产地上的垃圾进行及时的清理与掘除。在实际施工中我们无法避免障碍物以及杂物的存在,其中主要包括石块、树根等垃圾种类,施工前我们必须将其进行彻底的清除,以方便施工。在低洼处以及河塘沟渠中也会有污泥的存在,我们可将石头进行投掷方便淤泥的清除。然后在此基础上填筑50cm砂砾,最后进行碾压工作。在实际进行清理工作时可将范围控制在喷桩机足够使用的限度内,主要从其长度以及宽度着手开展上述工作,清理工作需要严格按照施工规范以及设计要求进行。
(3)测量放样以及布桩准备工作。在实际进行布桩时可将图纸作为主要依据,严格要求施工人员对布桩原则进行遵守,可在此基础上对放线图进行科学的绘制与测量,监理部门以及设计单位通过审核后才可以真正进行测量放样工作,利用钢钎对每个桩位进行标志,并对桩号进行统一、准确的编制。
(4)在真正开始施工前,施工人员以及机组必须对施工依据进行充分准备。
(5)实际施工前需要对技术进行交底,该项工作是在施工准备工作完成后进行,这对施工工作的顺利开展有极大的促进作用。
2.施工工艺
工艺流程:测孔对桩→造孔→清孔→分段填料振密至完成→根碎石桩→对碎石桩进行水泥注桨即加料拌和振密→移机到另→碎石桩进行碎石桩施工。
(1)清淤、清理场地,平整场地至桩顶设计标高;布置桩位,根据试桩结果,确定施工技术参数。桩体采用间隔方式(即跳打)制桩。
(2)放线、定位:测量放线后吊车就位,徐徐吊起振冲器,使其竖直、悬空,距地面10~20cm,并让尖端对准桩位,检查水压、电压和振冲器电流是否正常。
(3)成孔:打开水源,启动振冲器,使其在压力水冲击作用和振动作用下灌入地层至设计深度,在灌入的过程中,要控制振冲器的竖直度,注意调节水压和成孔电流的大小,也可以根据返水出来的砂或泥以确定当前打入处的土层情况。
(4)开动振动机把套管沉入土中,如遇到坚硬难沉的土层,可辅以喷水或射水沉入。
(5)把套管沉到设计深度。
(6)套管入土后,挤密了套管周围土体,然后将料斗插入桩管,向管内灌一定量的碎石。
(7)再将套管提升到规定的高度,套管内的碎石被压缩空气从套管内压出。
(8)然后又将套管沉入规定的深度,并加以振动,使排出的碎石振密,于是碎石再一次挤压周围的土体。
(9)再一次灌碎石于套管内,把套管提升到规定的高度。
(10)工序重复多次,一直打到地面就成为碎石挤密桩。
二、施工注意事项
1.正式施工前应进行成桩试验,试验桩数一般不小于5根,根据试桩结果,确定施工参数。如发现质量不能满足设计要求时,应调整桩间距、填碎石量等有关参数。
2.正式施工时,要严格按照设计要求的桩长、桩径、桩间距、碎石灌入量以及试验确定的桩管提升高度和速度、挤压次数和留振时间、电机的工作电流等施工参数进行施工,以确保挤密均匀和桩身的连续性。
3.每次钻杆下沉前,均应用垂球线检查钻杆的倾斜度,并调整到不大于1.5%方能开钻,振冲器在固定深度位置的留振时间宜为5s~10s。
4.每根桩开钻后必须连续施工严格控制电压稳定,水压的大小,以及留振的时间,不得间断。严禁在超过额定电流的情况下工作。
5.应保证起重设备平稳,导向架与地面垂直,垂直偏差不应大于1.5%,成孔中心与设计桩位偏差不应大于50mm,桩径偏差控制在±20mm以内,桩长偏差不大于10mm。
6.碎石灌入量不应小于设计值的95%,如不能顺利下料时,可适量往管内加水。
7.当将桩管沉入到要求深度后,在桩管中灌入碎石,然后再利用桩架上的振动器上下锤击,将桩管徐徐拔出,拔管速度控制在1.0~1.5m/min,每上拔0.5~1m,应停拔桩管,进行振动,使碎石借助振动留在桩孔中形成密实的碎石挤密桩。
8.水压视土质情况及其强度而定,一般对强度较低的软土,水压要小些;对强度较高的土,水压宜大。成孔时水压宜大,制桩振密时水压宜小。水量要充足,使孔内充满水,以防止塌孔。
三、振冲碎石桩质量控制
1.在施工过程中严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。水量要充足,使孔内充满水,防止塌孔,使制桩工作得以顺利进行;水压视土质及其强度而定,一般对强度较低的软土,水压小一些;对强度较高的土,水压大些;成孔过程中水压和水量尽可能大,当接近设计加固深度时,降低水压,以免影响桩底以下的土;加料振密过程中水压和水量均小些。
2.电压必须保持稳定,严禁在超过额定电流的情况下作业。振冲器在固定深度位置的留振时间为10~20s。
3.碎石料按设计要求采用碎石桩填充材料,含泥量不大于5%,最大粒径不大于150mm。
4.填料加料时不宜过多,施工中每段状体均应做到满足密实电流,填料量和留振时间三方面的规定。当达不到规定的密实电流时,应向孔内继续加碎石并振密,直到电流达到规定的密实电流值。避免出现断桩、缩径现象。
5.碎石桩质量检验:碎石桩施工完成后一个月后可进行检测,检验数量应不少于桩孔总量的2%,地基处理完成后可采用静载试验,静力触探或动力触探等方法检验桩及桩间土的质量,以满足设计要求。
四、结语
振冲法加固软体地基适用性广,尤其适用于组成性质不同的多层软弱地基。振冲碎石桩是靠振冲器的水平振动力来制桩,不同的土质对应于不同的密实电流、留振时间和桩径。在施工过程中要因地制宜,确定必要的施工参数,只要能达到一定的密实电流和留振时间即桩体和桩间土之间能达成力学平衡。取舍在于与其他工艺作经济对比是否合理。振冲法施工速度快,质量容易控制,是一种有效、简便、经济的地基加固方法。
参考文献
[1]任永结,李国宝.振冲碎石桩法在高液限软粘土地基处理中的应用[J].山西建筑,2015(8):88-89.
[2]朱铁军.振冲碎石桩处理软土地基施工技术分析[J].中国科技博览,2011(37):217-218.