１ 干振碎石樁的定義和原理

干振碎石樁是采用預(yù)沉導(dǎo)管、重錘振動(dòng)壓入工藝施工的碎石樁。其原理主要是振密和擠密松散沙土、粉土、黏性土、素填土、雜填土等地基。

２ 原材料要求

碎石樁施工碎石由巖石或礫石軋制而成，應(yīng)潔凈、干燥并具有足夠的強(qiáng)度和耐磨耗性，其顆粒形狀應(yīng)具有棱角，不得摻有軟質(zhì)和其他雜質(zhì)。施工中采用天然級配為ｌ ｃｍ～３ ｃｍ的碎石，含泥量小于５％，并不得含有大于４ ｃｍ的顆粒。

３ 機(jī)械設(shè)備的要求

干振碎石樁需采用走管式或履帶式振動(dòng)成樁機(jī)，內(nèi)置平底活頁式樁尖，樁管ｄ ４２６ ｍｍ，樁管長度為設(shè)計(jì)樁長加３ ｍ，并設(shè)有二次投料口，錘重大于 ３５ ｋＮ，工作電流８０ Ａ左右，激振力大于２８０ ｋＮ，配備發(fā)電機(jī)功率大于１２０ ｋＷ。

４ 設(shè)計(jì)參數(shù)

以陜西省吳堡—子洲高速公路設(shè)計(jì)為例：

（１）碎石樁長度一般為６ ｍ～１３ ｍ，設(shè)計(jì)樁徑０．５ ｍ，樁間距１．４ ｍ，平面上呈梅花形布置。

（２）加固寬度至坡腳外２ ｍ。

（３）單樁承載力≥ ３００ ｋＰａ，復(fù)合地基承載力≥１５０ ｋＰａ。

５ 試樁要求

（１）在施工前，根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，選擇具有代表性路段范圍外成樁工藝和成樁擠密試驗(yàn)。

（２）試樁的成樁擠密和成樁工藝試驗(yàn)，目的是為了調(diào)查各種機(jī)械參數(shù)，為大面積施工提供各種數(shù)據(jù)，保證工程質(zhì)量。

（３）試驗(yàn)項(xiàng)目包括成樁時(shí)間、深度、壓入碎石量、提升高度和速度、擠壓次數(shù)和時(shí)間、電機(jī)的工作電流等，以確定樁體在密實(shí)狀態(tài)下的各項(xiàng)指標(biāo)，以此作為設(shè)置碎石樁的控制指標(biāo)。

（４）試樁數(shù)為９～１６根，按３ ｍ×３ ｍ或４ ｍ×４ ｍ布置，并對試樁進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和承載力測試，以檢驗(yàn)施工設(shè)備和方法是否符合要求。

（５）主要試驗(yàn)內(nèi)容：樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)；復(fù)合地基載荷試驗(yàn)；單樁承載力試驗(yàn)。

（６）若一次試驗(yàn)不成功，應(yīng)改裝或更換設(shè)備，改變施工方法，進(jìn)行二次試樁或多次試樁的設(shè)置，直至全部試樁都符合要求。

６ 施工工藝

（１）施工放樣，清理并平整場地，必要路段鋪設(shè)碎石墊層，振動(dòng)成樁機(jī)就位，校正樁管垂直度≤ｌ．５％，校正樁管長度符合設(shè)計(jì)樁長。

（２）用振動(dòng)成樁機(jī)將樁管邊振動(dòng)邊沉入土層，每下沉０．５ ｍ留振３０ ｓ，沉入速度控制在２ ｍ/ｍｉｎ ～３ ｍ/ｍｉｎ，直至設(shè)計(jì)深度，稍向上提樁管，使樁管下端的活瓣樁尖打開，樁管及樁尖外壁的真空破壞，這樣可以減少起拔摩阻力。

（３）停止振動(dòng)，立即往管內(nèi)裝入碎石，直至灌滿為止。起振拔管，為了使樁管內(nèi)碎石密實(shí)，在拔管前先留振１ ｍｉｎ，邊振動(dòng)邊勻速拔管，拔管速度控制為１ ｍ/ｍｉｎ ～１．２ ｍ/ｍｉｎ，為使擠出拔管下端的碎石更加密實(shí)，每提升ｌ ｍ留振ｌ ｍｉｎ。

（４）根據(jù)單樁設(shè)計(jì)碎石用量確定**次投料的成樁長度（約為樁管長度一半），進(jìn)行多次反插直至樁管內(nèi)碎石全部投出。

（５）再次投料，直至灌滿，啟動(dòng)拔管，并進(jìn)行多次反插，至管內(nèi)碎石全部投出，反插深度應(yīng)小于樁管長度，每提升１ ｍ反插０．５ ｍ。

（６）提升樁管高于地面停止振動(dòng)，進(jìn)行孔口投料至地表，啟動(dòng)反插并及時(shí)進(jìn)行孔口補(bǔ)料至該樁碎石料全部投完為止；在孔口加壓，保證孔口石料的密實(shí)。

（７）加料時(shí)應(yīng)停機(jī)加料，并注意提升速度，防止因提升過高而出現(xiàn)斷樁或縮頸現(xiàn)象，應(yīng)每提升４ ｍ投料１次。

（８）樁孔內(nèi)的碎石灌入量應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定，結(jié)算時(shí)可按設(shè)計(jì)樁孔體積乘以充盈系數(shù)β確定。

（９）提升和反插速度必須均勻，反插由深到淺，每根樁反插次數(shù)視情況而定，每次３～５遍，每根樁不得少于１２遍。

（１０）試樁（施工）過程中應(yīng)及時(shí)挖除樁管帶出的泥土，孔口泥土不得掉入孔內(nèi)。

（１１）施工過程中應(yīng)記錄沉樁深度、制樁時(shí)間、每次碎石灌入量、反插次數(shù)、電機(jī)電流值。

（ｌ２）施工碎石樁時(shí)，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)樁的成果嚴(yán)格控制電流，使其大于密實(shí)試驗(yàn)樁的電流。

（ｌ３）擠密碎石樁時(shí)，對砂土、粉土和雜填土地表宜從外圍向中間進(jìn)行，對于黏性土地基宜從中間向外圍或隔排施工。

（ｌ４）碎石樁施工完畢后，其頂部應(yīng)鋪設(shè)碎石或砂礫墊層。在整個(gè)施工過程中，應(yīng)保證碎石料不被周圍土體污染。

（ｌ５）碎石樁樁長應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)長度施工，當(dāng)進(jìn)尺困難且電機(jī)電流為空載電流２倍或?qū)⑹┕C(jī)架多次頂起時(shí)，可認(rèn)為已到硬土層或巖層。

７ 容易出現(xiàn)的質(zhì)量事故及防范處理

７．１ 斷樁或縮頸

由于土壤含水量大于臨界含水量，在成樁過程中的強(qiáng)力振動(dòng)造成土壤液化，在拔管灌注碎石過程中造成縮頸或斷樁，影響工程質(zhì)量。

斷樁或縮頸與土壤的含水量及施工工藝有著密切關(guān)系。對于含水量＞４０％的地基，筆者認(rèn)為不宜使用碎石樁，建議采用旋噴樁；對于含水量較大但不超過４０％的地基，為防止出現(xiàn)斷樁、縮頸，在施工過程中應(yīng)降低鉆進(jìn)速度和拔管速度，減小激振力，控制碎石投入量，便可避免斷樁、縮頸的發(fā)生。

７．２ 承載力不足

（１）對淤泥層深度不了解，未能穿透淤積層，形成軟弱下臥層，導(dǎo)致承載力不足。

（２）反插次數(shù)不足，碎石的充盈不足，沒有反插的部位碎石密實(shí)度小，影響承載力。

（３）樁長不夠。由于選用的機(jī)型較小，激振力小，本來沒有達(dá)到設(shè)計(jì)樁長，誤認(rèn)為已經(jīng)到達(dá)硬上層或巖層。

７．３ 樁尖活瓣未能打開

樁尖活瓣沒有打開使樁長不夠或者灌石量不足。采取的措施是更換樁尖活瓣或調(diào)整各種施工參數(shù)，找到與之相適應(yīng)的參數(shù)來保證工程質(zhì)量。

８ 碎石樁的質(zhì)量檢驗(yàn)

（１）單樁碎石灌入量應(yīng)≥０．２２４ ｍ３/ｍ。

（２）檢驗(yàn)碎石量、沉管振動(dòng)時(shí)間、提升速度和高度、擠密時(shí)間、樁位偏差等。

（３）施工前對樁間土做標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，比較各土層強(qiáng)度的增加情況，判斷土層的承載力。

（４）樁身密實(shí)度檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)采用重Ⅱ型動(dòng)力觸探法，貫入量１０ ｃｍ時(shí)，擊數(shù)應(yīng)≥５擊。

（５）復(fù)合地基承載力的檢驗(yàn)。

（６）單樁承載力的檢驗(yàn)。

９ 質(zhì)量檢驗(yàn)的時(shí)間要求

施工后碎石樁的質(zhì)量檢驗(yàn)必須間隔一段時(shí)間才能進(jìn)行，對于飽和黏性土地基應(yīng)保證間隔時(shí)間≥２８ ｄ，對于粉土、砂土和雜填土地基，應(yīng)保證間隔時(shí)間≥７ ｄ。

１０ 碎石樁檢查項(xiàng)目

檢查項(xiàng)目見表１。

總之，碎石樁施工必須從原材料、施工工藝等各個(gè)方面加強(qiáng)質(zhì)量控制，只有這樣，用碎石樁處理軟地基才是一種好的方法