高速公路液化地基干振碎石樁施工 碎石墊層

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高速馬路液化地基干振碎石樁施工

高速馬路液化地基干振碎石樁施工干振碎石樁由于能抑制振沖法在施工中耗水量大和泥?漿污染的缺點，近年來在國內得到了較多的應用，但用來處理高速馬路液化地基，國內尚無?不見。本文結合濟東高速馬路焦修段液化地基的處理，對干振碎石樁的試驗方案、施工工藝和質量?檢驗舉行了較細致的闡述。

摘要：

高速馬路，液化地基，?干振碎石樁，試驗1.概述濟源至東明高速馬路是河南省黃河以北地區(qū)橫貫東西的省際高速馬路。濟源至東明高速馬路焦作至修武（市界）段，是濟東高速馬路重要組成片面。路線處于焦作市區(qū)武陟縣和修武縣境內，路線走向大致為東西向，位于太行山脈之南，黃、沁河沖積平原北部，處于黃河及沁河沖積平原，地表均為第四系全新統(tǒng)地層籠罩。主要壓縮層以褐黃色、灰褐色低液限粘土為主，屬于中高壓縮性土，上部10米深度范圍內局部存在薄弱土，容許承載力不超過100kPa，加之地下水位較高，又處于飽和狀態(tài)。同時沿線地震根本烈度處于7～8度區(qū)，這些構成了可液化軟土路基的基?本條件。

經(jīng)對可液化土層在相應地震烈度下液化勢的分析計算，根據(jù)部頒《馬路工程抗震設計模范》?(JTJ004-89)要求，應采取適當?shù)牡鼗庸檀胧?，但如何在地基加固處理措施和工程投資之?間尋求平衡是一個特別困難的問題。碎石樁是指用振動、沖擊和水沖等方式在薄弱地基中成孔后，將碎石擠壓入土孔中，形成由?碎石?所構成的密實樁體，在《馬路軟土地基路堤設計與施工技術模范》(JTJ017-96)中稱之為粒?料樁。

干振碎石樁是一種采用預沉導管、重錘振動壓入工藝施工的碎石樁，它抑制了振沖法在施工中耗水量大和泥漿污梁的嚴重缺陷，近年來在國內得到了較多應用。但采用干振碎石樁來處理高速馬路液化地基，國內尚不見。

干振碎石抗處理液化地基的原理主要是振密和擠密作用和排水減壓作用。

濟東高速采用干振碎石樁處理液化地基是河南省首次在高等級馬路工程上采用這一方法，為了?達?到有效而經(jīng)濟的目的，務必合理選擇各個設計參數(shù)。因此，為了驗證設計所采用的參數(shù)以?及檢驗碎石樁的加固效果，在焦修段JXTJ-04標段開展了干振擠密碎石樁的試驗研究工作。

2.試驗研究方案根據(jù)場地工程地質條件，選擇在JXTJ-04標段K28+156.08～K28+233.92作為試驗區(qū)。在試?驗區(qū)內采用兩種樁間距1.4m和1.6m，樁徑500mm，樁長8.0m和6.0m，均為正三角形布置，面積置換率1.4m樁?距時為12%，1.6m間距時為9%。每根樁的碎石灌注量按充盈參數(shù)1.3考慮，采用平底活頁式走?管打樁機施工。

主要試驗內容有：孔隙水壓力測試、復合地基載荷試驗及抗液化加固效果檢驗。

2.1孔隙水壓力測試分別在1.4m和1.6m樁距試驗區(qū)，各埋設5只孔壓計，深度為別為2m、4m、6m、8m、以測量干振碎石樁施工時孔隙水壓力的變化規(guī)律及成樁后孔隙水壓力的消散規(guī)律。

復合地基載荷試驗分別在兩個試驗區(qū)選擇代表性的單樁及雙樁各做二組載荷試驗，以確定碎石樁復?合地基的承?載力和變形特性，同時測定樁土應力比及孔隙水壓力的變化，分析復合地基的力學性狀。

抗液化加固效果檢驗在成樁完畢后分別采用靜力觸探試驗(CPT)、標準貫入試驗(SPT)和瑞利波法(S∧S?W)舉行檢測，研究抗液化加固效果以及隨時間的變化規(guī)律。

3.試驗主要結論干振碎石樁可以有效地加固可液化地基，本區(qū)加固后的檢驗成果說明，無論采?用1.4m樁距還是采用1.6m樁距，加固后均消釋了液化；

達成設計目的。

干振碎石樁加固可液化地基可以大大提高地基承載力，載荷試驗結論說明，兩種樁距處?理后的復合地基容許承載力比處理前提高了1倍左右，均達成或超過了設計要求(150KPa)。

干振碎石樁主要依靠振動和擠密作用加固地基，施工時土層中產(chǎn)生超孔隙水壓力，其影響范圍可達成5m，且隨距離增大而衰減，其衰減規(guī)律根本符合△u=γβ，實測β值約為-0.65。

擠密作用是抉擇干振碎石樁加固地基效果的操縱，因素干振碎石樁在其樁長一半處對地?基的振動、擠密效果最明顯，因而加固效果最好，而地表處加固效果稍差。

干振碎樁有效加固范圍約為3～3.5d(d為樁徑)，本試驗樁距1.4m和1.6m加固效果相當?。因此，從技術經(jīng)濟角度出發(fā)，可以適當加大樁距。

干振碎石樁能有效地加速地基排水固結，施工或加荷引起的超孔隙水壓力很快消散，5h內均消散完畢，因而經(jīng)碎石樁處理的復合地基可以提高加荷速率。

干振碎石樁復合地基樁土應力比可取為2～3。

干振碎石樁成樁后，地基強度隨齡期有確定的增長，但幅度較小。

干振碎石樁抗液化加固效果可以采用標準貫入試驗(SPT)、靜力觸探試驗(CPT)和瑞利波?法(S∧SW)來檢驗，三者之間具有很好的一致性。

瞬態(tài)瑞利波法(S∧SW)能快速有效地檢驗碎石樁加固效果，對高速馬路這種大型工程特?別適用，VS與N63.5之間具有良好的相關關系。

4施工工藝?4.1打定工作編寫施工組織設計，經(jīng)審批后面可施工；

清理平整場地，除掉高空和地面障礙物；

測量放線，測量地面整平后的標高；

布設樁位，樁間距及形式按設計文件，樁間距允許偏差為±10cm，在灌注樁和構造物基?礎施工前務必完成碎石樁；

機械設備?需采用走管式振動沉樁機，內置平底活頁式樁尖；

?樁管直徑一般應為377mm；

并設有二次投料口，最大沉樁深度能達20m左右；

錘重≥35kN，工作電流100A左右；

?激振力≥280kN；

?配套發(fā)電機功率≥120kW；

?容積相等的小推車數(shù)輛；

打定碎石，碎石級配以自然級配為宜，最大粒徑不超過5cm，含泥量不大于5%。

碎石樁施工施工依次從四周邊開頭向中心舉行，相鄰兩根樁務必跳躍間打。

樁基就位，校正樁管垂直度≤1.5%；

校正樁管長度并符合設計樁長；

?設置二次投料口在樁管中間以上部位；

在樁位處鋪設少量碎石；

邊振動邊下沉至設計深度，每下沉0.5m留振30s；

稍提升樁管使樁尖開啟；

中斷振動，灌料、直至灌滿為止；

啟動拔管，拔管前留振1min，以后邊振動邊拔管，拔管速度需平勻且每拔管1m留振1min?；

根據(jù)單樁設計碎石用量確定第一次投料的成樁長度(約為樁管長度一半)，舉行屢屢?反插直至樁管內碎石全部投出；

提升樁管，開啟其次投料口并中斷振動，舉行其次次投料直至灌滿；

啟動拔管，邊振動邊上拔，并舉行屢屢反插，至管內碎石全部投出；

反插深度應小于樁管長度的一半；

提升樁管高于地面中斷振動，舉行孔口投料(第三次投料)直至地表；

啟動反插，并實時舉行孔口補料至該樁設計碎石用量全部投完為止；

孔口加壓至前機架?抬起，完成一根樁施工；

碎石灌入量按每延米0.22～0.23m3計算；

提升和反插速度務必平勻；

反插深度由深到淺，每根樁反插次數(shù)視處境而定，一般不得?少于8次；

施工過程中應實時挖除樁管帶出泥土，孔口泥土不得掉入孔中；

施工過程中應記錄沉樁深度、制樁時間、每次碎石灌入量、反插次數(shù)等；

施工過程中如察覺土層中夾有大于1.0m厚的淤泥層或沉樁困難應立刻停工，并報告有關?部門實時處理；

施工完畢，測量整平標高，整理施工記錄。

邊振動邊下沉施工拔管反插施工質量檢驗施工過程務必嚴格執(zhí)行施工工藝，檢查施工記錄，施工完畢務必舉行檢測，以檢驗處理效果。

檢驗方法單樁碎石灌入量檢查；

對樁間土采用標準貫入試驗；

采用瑞利波法(S∧SW)檢驗復合地基效果。

檢測時間在施工終止7d后即可舉行。

檢驗頻率單樁碎石量檢查按規(guī)定頻率隨機抽查；

標準貫入試驗以樁數(shù)的1%操縱；

孔位隨機布置，特殊地段適當加密；

瑞利波法按1點/40m，在中心線兩側各15m處交錯布點。

檢驗標準單樁碎石灌入量應不少于0.224m3/m；

樁間土標準貫入試驗N63.