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摘要：六盘水市综合管廊部分路段为软塑状淤泥质粘土，且淤泥质黏土深度较深，本文从适用性、环保性、经济成本等方面进行对比分析，最终得出针对该路段采取碎石桩对地基进行加固，并详细介绍了碎石桩在六盘水城市综合管廊的施工流程、施工方法及取得的施工效果。
关键词：城市综合管廊；地基处理；基础换填；碎石桩；
1工程概况
本工程为六盘水市地下综合管廊试点城市PPP项目，六盘水市是全国首批10个地下综合管廊试点城市之一，也是唯一的山地城市，计划在2015~2017年内建设14个地下综合管廊示范项目，新建地下管廊长度39.8公里。根据已完成钻探资料，我工区施工范围内凉都大道东K5+560~K6+968段，拟建场地内主要分布杂填土、淤泥质粘土、石灰岩等地层。其中淤泥质黏土平均深度为7~8米，最深达12米，若采用换填，则施工难度大、成本高、且严重影响施工进度，因此采用振冲碎石桩对软地基进行加固。
2碎石桩加固地基的原理
碎石桩加固地基的基本原理是利用在成桩过程中依靠碎石的挤入，以及对周边土层的密实作用，使土体空隙减小，挤密压实；同时，碎石桩本省由类似于排水竖井，它不但可以减小孔隙水压力，还能极大的增强土体本身的抗液化能力，当顶部承受压力时，，碎石桩还能与周围土体地基共同承担顶部压力，即碎石桩复合地基。
2.1对可液化砂土、粉土的加固机理
碎石桩对砂土、粉土地基的加固主要是为了增强地基土的承载能力，以达到降低变形和增强土体的抗液化性。
（1）挤密作用
碎石桩在成桩的过程中，会对周围土体产生较大的侧向压力，将桩管体积的土向周围土层挤密压实，从而降低土体的孔隙率以及增大土体的密实度。
（2）排水降压作用
碎石桩都是由碎石、砾石以及卵石组成，因此反滤性较好，在对地基加固的同时还能形成起到竖向排水降压的作用，这样可以很好地减少孔隙水压力，防止砂土、粉土产生液化，达到快速排水固结的效果。
（3）预振效应
碎石桩在成孔及成桩的过程中，依靠振动锤的剧烈振动可使填入料以及地基土在挤密的过程中获得强烈的预振效果，这将有利于增强砂土以及粉性土的抗液化能力。
2.2对粘性土的加固机理
碎石桩加固粘性土地基的主要目的是为了增强地基土的承载力、减少地基的沉降变形、增强土体的抗剪强度以及土坡的抗滑稳定性。
（1）置换作用
对于粘土地基来说，由于土体的粘粒含量较大，粘粒之间的结合能力强，渗透性能低，在振动力以及侧向压力的作用下，土体中的水很难被排走，因此碎石桩在这个过程中是置换，而不是地基挤密。
（2）排水作用
是由碎石、砾石以及卵石组成，因此反滤性较好，在粘性土层中能够形成一个良好的排水通道，能够起到排水竖井的作用，且极大的降低了孔隙水的横向渗透。
（3）加筋作用
对于较浅的软土层来说，碎石桩可以贯穿整个软土层到相对硬层，此时在竖向压力作用下桩体主要起应力集中作用，从而能够较大的增加地基承载力、减小土层的压缩性。
（4）垫层作用
当软土层较厚时，碎石桩可以不贯穿软土层，此时形成的加固复合土层起能够起到垫层作用，垫层可将竖向压力扩散，使应力均匀分布，不但大大的提高了地基承载力还极大的减小了沉降量。
3碎石桩加固地基的优点
（1）采用碎石桩极大的减少了土方的开挖量，节省了成本。
（2）增强了土层的承载能力，减小了土体的变形。
（3）施工操作简洁，机械设备易于获取。
（4）投入小，加固效果明显，成本低、效益高。
4地基处理设计方法
本工程管廊垫层底标高-7.050m，根据地勘报告显示，该深度土层为粘土，地基承载力80kPa，不满足满足管廊结构所需承载力160kPa，故本工程采用振冲碎石桩复合地基进行地基处理。
振冲碎石桩桩径800mm，桩中心距1400mm，等边三角形布置，填料为30~100mm的硬质岩碎石，如图1所示。基底桩长至基岩面，基底至基岩面深度超过12m，取基底桩长12m，我工区范围基底桩长（未计算桩顶松散桩长1m）为3~12m。施工完成后复合地基应在有代表性的地段做载荷试验，地基承载力需大于160kPa。
有效振冲碎石桩支护顶为基底以下300mm，施工时桩顶高程应达到有效装桩顶以上1m，顶部1m作为保护层以保证桩体的加密效果，并在基底和桩体之间设置800mm级配碎石垫层，如图2所示。
图3振冲碎石桩施工工艺流程图
5.2施工方法
（1）准备工作
清理场地，接通电源、水源。
（2）土方开挖
孤石采用挖掘机进行翻土挖除施工，翻土挖除大面深度3m，局部超过3m的范围由现场确认，以将路基内孤石全部挖除为目的，以保证振冲碎石桩的成孔。
（3）桩位放测
桩位放测实施：“单独放测、换向检查、交叉校核、报验监理”四个阶段，由测量员按照一定顺序进行桩位放线，为单独放测阶段；完成放线工作后，由另一方向进行自检，换向检查阶段；自检完成后，由质检员对所放的桩位进行校核，为交叉校核阶段；检查无误后上报监理，进行验线，为报验监理阶段。将偏差严格控制在±20mm范围内。利用坐标定位法进行测量放线，保证全站仪在控制距离和角度上的优势；测量桩位后，还需要进行校正，通过钢尺和相邻的桩位来看所测距离是否与计算值一致，防止产生错误；当确定桩位后，将长约0.6m的竹竿钉入地下，用红绳作为标志，并做好保护【1】。在施工过程中，随时对桩位进行复核，以保证桩位的准确性。
（4）桩机就位
施工机具就位，起吊振冲器对准桩位。
（5）振冲成孔
①成孔及制桩采用逐点逐行进行；
②振冲器对准桩位，要使对准偏差小于50mm。打开压力水泵，等到振冲器的末端出水口喷水后再开启振冲器，一段时间后，振冲器运行正常即可开始造孔，待振冲器缓缓贯入土中，直到设计深度即停止；
③造孔时振冲器应处于垂直状态。在振冲器和导管之间连接着橡胶减震器，允许导管轻微偏斜，但偏斜角度不能太大，否则振冲器可能会偏离贯入方向；
④造孔时应分析地层情况从而确定水压和水量，水压最适宜范围为300KPa~800KPa；水量最适宜范围为200~400L/min。当有进尺时，要尽可能降低水压，防止水回流时带走地层中的细料，这也就意味着水量不能过多【2】。当遇到振冲器不能贯入的情况时，可以增设辅助水管，使下沉速度加快；
⑤造孔速度和能力取决于地基土质和水冲压力等，成孔速度一般可控制为100～200cm/min；根据试打情况进行调整；
⑥造孔时振冲器出现上下颠动或电流大于电机额定电流无法贯入时应暂停造孔，并报告监理、设计单位及时调整施工方案；
⑦振冲器达到设计处理深度后，将水压和水量降至孔口有一定量回水，但无大量细颗粒带出的程度；
⑧造孔结束后，应对造孔质量进行全面的检查（包括孔位、孔深、孔径和孔斜等），检查合格后方准进行下一步工作；
⑨造孔时每贯入1.0~2.0m应记录电流、水压、时间等。施工记录应真实反应施工情况，记录应及时、准确、字迹清楚，不得涂改。
（6）清孔
造孔时返出的泥浆稠或孔中有狭窄或缩孔地段应进行清孔。清孔可使振冲器从孔口提出，也可在需要扩孔地段上下提拉振冲器，清孔2~3次让孔口返出的泥浆变稀，要使振冲孔顺直通畅，方便填料沉落【3】。
（7）填料
①振冲碎石桩填料应采用具有良好级配的碎石，碎石应采用饱和抗压强度大于40MPa的石料，填料含泥量不大于3%且无腐蚀性和性能稳定的硬质材料，粒径控制在30~100mm之间。
②填料时宜保持小水量补给，使填料处于饱和状态。
③每次加料厚度应小于500mm，将振冲器沉入填料中进行振密制桩，填料后需确保振冲器能贯入到提起前的深度，避免发生漏振。
④当电流达到规定的密实电流值和规定的留振时间后，将振冲器提升300mm~500mm，再进行下次加料。【4】
（8）振密
振冲桩的密实程度以振冲器电机工作时显示的电流为控制标准，必须保证各个深度上桩体都达到规定的加密电流值。桩体加密控制标准应符合下列规定：
①加密电流控制在75~85A。
②留振时间控制在15~20s。
③加密段长为500mm。
④桩体振密应该从设计桩底高程开始，逐段向上进行，中间不能漏振。
⑤振密过程中应采用较小的水压和水量，水压最适宜范围为100~400KPa，使之有少量返水即可。尽可能防止将地层中的细颗粒带出。
⑥在振密过程中当电流超过振冲器额定电流时，应该使振冲器的贯入或填料速度暂停或减缓。
⑦在施工中若发现有串桩的情况，可通过对被串桩进行重新振密或在其旁边补桩等措施解决。
⑧振密时，每振密1.0~2.0m时应该将电流、水压、时间、填料量等参数记录下来。施工记录必须真实地反映施工情况，记录要及时准确、清楚明白，不得涂改。
⑨桩顶高程要达到设计垫层底开挖高程以上1.0m，顶部1.0m桩体作为保护层，从而保证桩体的加密效果。
（9）重复上一步骤工作，自下而上，直至加密到设计要求桩顶标高。
（10）关闭振冲器，关闭水源，制桩结束。
5.3施工效果
以管廊30m试验段为例，淤泥质黏土深度为7米，在无特殊因素影响下采用碎石桩对地基进行加固，从开始到地基加固完成工期大致为4天，大大的节省了管廊施工工期。
采用碎石桩对地基进行加固不但能有效的利用他处土方开挖破除的碎石，达到废物的再利用，还能避免大方量的换填，既经济又环保。
6结论
六盘水地下综合管廊凉都大道东K5+560~K6+968段适用碎石桩对地基进行处理，它不但能有效降低施工成本，缩短施工工期，还节约换填料，绿色环保，同时还可保障综合管廊施工质量，对于淤泥质黏土层较深的路段，更值得推广使用。
参考文献：
[1]程子彦.首部枢纽基础振冲碎石桩施工技术要求
[2]苗战中.六盘水市综合管廊PPP建设经验管见[J].施工企业管理，2016，11.
[3]中国人民共和国住房和城乡建设部.GB50838-2015.城市综合管廊工程技术规范[S].北京：中国计划出版社，2015.
[4]中国人民共和国住房和城乡建设部.GB50204-2015.混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.