高速公路液化地基干振碎石桩施工 碎石垫层

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高速马路液化地基干振碎石桩施工

高速马路液化地基干振碎石桩施工干振碎石桩由于能抑制振冲法在施工中耗水量大和泥?浆污染的缺点，近年来在国内得到了较多的应用，但用来处理高速马路液化地基，国内尚无?不见。本文结合济东高速马路焦修段液化地基的处理，对干振碎石桩的试验方案、施工工艺和质量?检验举行了较细致的阐述。

摘要：

高速马路，液化地基，?干振碎石桩，试验1.概述济源至东明高速马路是河南省黄河以北地区横贯东西的省际高速马路。济源至东明高速马路焦作至修武（市界）段，是济东高速马路重要组成片面。路线处于焦作市区武陟县和修武县境内，路线走向大致为东西向，位于太行山脉之南，黄、沁河冲积平原北部，处于黄河及沁河冲积平原，地表均为第四系全新统地层笼罩。主要压缩层以褐黄色、灰褐色低液限粘土为主，属于中高压缩性土，上部10米深度范围内局部存在薄弱土，容许承载力不超过100kPa，加之地下水位较高，又处于饱和状态。同时沿线地震根本烈度处于7～8度区，这些构成了可液化软土路基的基?本条件。

经对可液化土层在相应地震烈度下液化势的分析计算，根据部颁《马路工程抗震设计模范》?(JTJ004-89)要求，应采取适当的地基加固措施，但如何在地基加固处理措施和工程投资之?间寻求平衡是一个特别困难的问题。碎石桩是指用振动、冲击和水冲等方式在薄弱地基中成孔后，将碎石挤压入土孔中，形成由?碎石?所构成的密实桩体，在《马路软土地基路堤设计与施工技术模范》(JTJ017-96)中称之为粒?料桩。

干振碎石桩是一种采用预沉导管、重锤振动压入工艺施工的碎石桩，它抑制了振冲法在施工中耗水量大和泥浆污梁的严重缺陷，近年来在国内得到了较多应用。但采用干振碎石桩来处理高速马路液化地基，国内尚不见。

干振碎石抗处理液化地基的原理主要是振密和挤密作用和排水减压作用。

济东高速采用干振碎石桩处理液化地基是河南省首次在高等级马路工程上采用这一方法，为了?达?到有效而经济的目的，务必合理选择各个设计参数。因此，为了验证设计所采用的参数以?及检验碎石桩的加固效果，在焦修段JXTJ-04标段开展了干振挤密碎石桩的试验研究工作。

2.试验研究方案根据场地工程地质条件，选择在JXTJ-04标段K28+156.08～K28+233.92作为试验区。在试?验区内采用两种桩间距1.4m和1.6m，桩径500mm，桩长8.0m和6.0m，均为正三角形布置，面积置换率1.4m桩?距时为12%，1.6m间距时为9%。每根桩的碎石灌注量按充盈参数1.3考虑，采用平底活页式走?管打桩机施工。

主要试验内容有：孔隙水压力测试、复合地基载荷试验及抗液化加固效果检验。

2.1孔隙水压力测试分别在1.4m和1.6m桩距试验区，各埋设5只孔压计，深度为别为2m、4m、6m、8m、以测量干振碎石桩施工时孔隙水压力的变化规律及成桩后孔隙水压力的消散规律。

复合地基载荷试验分别在两个试验区选择代表性的单桩及双桩各做二组载荷试验，以确定碎石桩复?合地基的承?载力和变形特性，同时测定桩土应力比及孔隙水压力的变化，分析复合地基的力学性状。

抗液化加固效果检验在成桩完毕后分别采用静力触探试验(CPT)、标准贯入试验(SPT)和瑞利波法(S∧S?W)举行检测，研究抗液化加固效果以及随时间的变化规律。

3.试验主要结论干振碎石桩可以有效地加固可液化地基，本区加固后的检验成果说明，无论采?用1.4m桩距还是采用1.6m桩距，加固后均消释了液化；

达成设计目的。

干振碎石桩加固可液化地基可以大大提高地基承载力，载荷试验结论说明，两种桩距处?理后的复合地基容许承载力比处理前提高了1倍左右，均达成或超过了设计要求(150KPa)。

干振碎石桩主要依靠振动和挤密作用加固地基，施工时土层中产生超孔隙水压力，其影响范围可达成5m，且随距离增大而衰减，其衰减规律根本符合△u=γβ，实测β值约为-0.65。

挤密作用是抉择干振碎石桩加固地基效果的操纵，因素干振碎石桩在其桩长一半处对地?基的振动、挤密效果最明显，因而加固效果最好，而地表处加固效果稍差。

干振碎桩有效加固范围约为3～3.5d(d为桩径)，本试验桩距1.4m和1.6m加固效果相当?。因此，从技术经济角度出发，可以适当加大桩距。

干振碎石桩能有效地加速地基排水固结，施工或加荷引起的超孔隙水压力很快消散，5h内均消散完毕，因而经碎石桩处理的复合地基可以提高加荷速率。

干振碎石桩复合地基桩土应力比可取为2～3。

干振碎石桩成桩后，地基强度随龄期有确定的增长，但幅度较小。

干振碎石桩抗液化加固效果可以采用标准贯入试验(SPT)、静力触探试验(CPT)和瑞利波?法(S∧SW)来检验，三者之间具有很好的一致性。

瞬态瑞利波法(S∧SW)能快速有效地检验碎石桩加固效果，对高速马路这种大型工程特?别适用，VS与N63.5之间具有良好的相关关系。

4施工工艺?4.1打定工作编写施工组织设计，经审批后面可施工；

清理平整场地，除掉高空和地面障碍物；

测量放线，测量地面整平后的标高；

布设桩位，桩间距及形式按设计文件，桩间距允许偏差为±10cm，在灌注桩和构造物基?础施工前务必完成碎石桩；

机械设备?需采用走管式振动沉桩机，内置平底活页式桩尖；

?桩管直径一般应为377mm；

并设有二次投料口，最大沉桩深度能达20m左右；

锤重≥35kN，工作电流100A左右；

?激振力≥280kN；

?配套发电机功率≥120kW；

?容积相等的小推车数辆；

打定碎石，碎石级配以自然级配为宜，最大粒径不超过5cm，含泥量不大于5%。

碎石桩施工施工依次从四周边开头向中心举行，相邻两根桩务必跳跃间打。

桩基就位，校正桩管垂直度≤1.5%；

校正桩管长度并符合设计桩长；

?设置二次投料口在桩管中间以上部位；

在桩位处铺设少量碎石；

边振动边下沉至设计深度，每下沉0.5m留振30s；

稍提升桩管使桩尖开启；

中断振动，灌料、直至灌满为止；

启动拔管，拔管前留振1min，以后边振动边拔管，拔管速度需平匀且每拔管1m留振1min?；

根据单桩设计碎石用量确定第一次投料的成桩长度(约为桩管长度一半)，举行屡屡?反插直至桩管内碎石全部投出；

提升桩管，开启其次投料口并中断振动，举行其次次投料直至灌满；

启动拔管，边振动边上拔，并举行屡屡反插，至管内碎石全部投出；

反插深度应小于桩管长度的一半；

提升桩管高于地面中断振动，举行孔口投料(第三次投料)直至地表；

启动反插，并实时举行孔口补料至该桩设计碎石用量全部投完为止；

孔口加压至前机架?抬起，完成一根桩施工；

碎石灌入量按每延米0.22～0.23m3计算；

提升和反插速度务必平匀；

反插深度由深到浅，每根桩反插次数视处境而定，一般不得?少于8次；

施工过程中应实时挖除桩管带出泥土，孔口泥土不得掉入孔中；

施工过程中应记录沉桩深度、制桩时间、每次碎石灌入量、反插次数等；

施工过程中如察觉土层中夹有大于1.0m厚的淤泥层或沉桩困难应立刻停工，并报告有关?部门实时处理；

施工完毕，测量整平标高，整理施工记录。

边振动边下沉施工拔管反插施工质量检验施工过程务必严格执行施工工艺，检查施工记录，施工完毕务必举行检测，以检验处理效果。

检验方法单桩碎石灌入量检查；

对桩间土采用标准贯入试验；

采用瑞利波法(S∧SW)检验复合地基效果。

检测时间在施工终止7d后即可举行。

检验频率单桩碎石量检查按规定频率随机抽查；

标准贯入试验以桩数的1%操纵；

孔位随机布置，特殊地段适当加密；

瑞利波法按1点/40m，在中心线两侧各15m处交错布点。

检验标准单桩碎石灌入量应不少于0.224m3/m；

桩间土标准贯入试验N63.