干振碎石桩施工技术及应1

干振碎石桩施工技术及应用

1 工程概况及地质条件

某高速公路全程普遍存在可液化地基，特别是该路横穿废黄河冲积平原区处更是广泛分布有亚砂土、亚粘土、饱水粉细砂土等可液化地基土，液化地基全长约十几公里，液化势以中等、严重液化为主。

设计采用干振碎石桩对部分可液化地基进行处理，因目前国内碎石桩大多用振冲法、沉管法施工，而干振法应用较少，特别是用在处理高速公路这种大型线性工程更是鲜见报道。因此，为确定合理施工工艺及施工参数，以便能够正确施工，在某典型区段进行了先导试验。

试验区典型地层如下：0～4.5 m为黄褐色亚砂土夹粉土，疏松状态，平均标贯击数＝3.7；4.5～6.0 m为灰色亚砂土夹粉土，平均标贯击数土局部夹粉细砂，平均标贯击数标贯击数19；

＝5；6.0～9.0 m为灰色亚砂

＝11；9.0～10.5 m为灰～灰绿色粉质亚粘土，平均

＝

＝15；10.5～12 m为黄绿色亚粘土，含大量风化岩屑，平均标贯击数

由此可以看出，试验区可液化土层主要分布在地面下0～9 m深度范围内，土质主要是粉土夹粉细砂土。设计要处理地基即为该层土。

2 设计要求

采用1.4、1.6 m两种间距，均为梅花形布置；桩径50 cm，桩长9 m；充盈系数1.3；

碎石级配，以自然级配1～3 cm的碎石，含泥量≯5%；碎石灌入量每延米0.22～0.24 cm3。

3 设备

走管式振动打桩机，内置平底活页式桩尖；桩管直径一般应为377 mm；桩管上设有二次投料口，最大沉桩深度能达20 m左右；锤重≥35 kN，工作电流100 A左右，激振力≥280 kN，配套发电机功率≥120 kW；容积相等的小车数辆。

4 施工方法

4.1 施工前准备工作

编写组织设计书，下发施工人员；清理平整场地，消除地面和高空障碍物，进行施工前CPT、SPT和SASW波速法等测试；测量放线，布设桩位；桩机就位，校正桩管垂直度≤1.5%，桩管长度符合设计要求，设置二次投料口在桩管中间以上部位；桩位处铺设少量碎石。

4.2 施工工艺

(1)施工顺序由外向里，相邻桩“间隔跳打”；

(2)边振动边沉入土层至9 m深度处，每下沉0.5 m留振30 s；

(3)稍提升桩管，使桩尖打开；

(4)停振，加料至装满为止；

(5)启动拔管，拔管前留振1 min，以后边振动边拔管，拔管速率均匀且每拔管1 m留振1 min；

(6)确定第一次投料的成桩长度，进行多次反插至桩管内碎石全部投出；

(7)拔管至第二投料口，停振，二次投料；

(8)启动拔管，边振动边上拔，并视需要多次反插，至管内碎石全部投出，反插深度小于桩管的一半；

(9)提升桩管高于地面，停振，三次投料至地表，启动反插，并及时进行孔口补料至单桩设计用料全部投完；(10)移动桩架至另一孔位，重复作业。

5 效果与质量评价

施工后7～10天，进行了CPT、、SPT、SASW波速测试以及静荷载试验，并与处理前的测试对比，结果表明，单桩有效加固范围为3～3.5 d(d为桩径)，复合地基允许承载力较处理前提高了1 倍以上，达到或超过了设计要求(150 kPa)，桩间土平均切波速Vs≥200 m/s，均符合设计要求，起到了加固地基，消除液化的目的。

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6 几点体会

干振碎石桩法与振冲法相比，它克服了振冲法在施工中耗水量大和泥浆污染严重的弊病，具有现场干净、省料、造价低、施工速度快等优点。经先导试验，为全面施工确定了完整的施工工艺以及施工参数，同时，在工作中我们也发现了如下问题，需加以注意：

(1)干振碎石桩在其桩长的一半处，对地基的振动、挤密效果最好，而在桩体顶部向下1 m左右的土层，加固效果较差，应采用振动或碾压或挖除加垫层处理；

(2)施工中应及时挖除桩管带出的泥土，使孔口泥土不会掉入孔中，以免影响成桩质量；

(3)施工中有时发现土层中夹有大于1 m厚的淤泥或砂砾石层而导致沉桩困难，此时应立即停工，及时处理；

(4)施工中如发现地下有空洞、暗沟或墓穴等隐性缺陷，则该处碎石桩应相应加密；

(5)施工时，要严格控制拔管及反插速度，不得超过0.8 m/min，以防止缩径、断桩；

(6)打桩时，要隔桩、隔行跳打，以防止土体隆起变形，出现桩体错位及穿孔、斜孔现象；

(7)基础外侧最好打2～3排保护桩；

(8)施工中应详细记录沉桩深度、制桩时间、每次碎石灌入量、反插次数，以备出现问题时查找资料。

一般情况下，干振法的适用范围为饱和松散粉细砂、中粗砂和砾砂、粘性土及杂填土、饱和黄土，但淤泥质土类软土应慎重对待，必须经过现场试验研究后再予以决定。另外，我们还发现，该法处理地基时，强度往往提高明显，但没有显著降低地基土的压缩性，地基后期沉降仍然很大，因此，对沉降要求比较严格的工程，如油罐，仍需对罐体进行严格的充水预压或尽量不采用该法。从工程实践中看，如果成桩后，桩土复合地基顶部再铺设一定厚度的排水碎石垫层，使碎石桩连成整体，形成良好的竖直和水平通道，这样更有利

于施工中和施工后受荷引起的孔隙水压力消散，加快地基沉降固结过程，从而可减小后期沉降隐患。