振沖碎石樁加固高速公路路基施工與檢測

1、振沖碎石樁加固高速公路路基施工與檢測 【摘 要】介紹振沖碎石樁加固高速公路填方路基地基的工藝原理、工藝流程和采用重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)進(jìn)行檢測的方法及結(jié)果。 【關(guān)鍵詞】振沖碎石樁 高速公路 路計(jì)時(shí)工 檢測 1 工程概況 某工程為昭待公路路基加固處理工程。云南昭通至待補(bǔ)公路地處云南東北部，位于東經(jīng)102°43103°20,北緯24°5025°02之間，是國家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目“五縱七橫”國道主干線之一（GZ40二連浩特-昆明-河口公路），也是云南省公路網(wǎng)主骨架的重要組成部分。經(jīng)云南昭通、曲靖兩個(gè)地區(qū)及貴州省威寧縣，北連四川省，南接國家級(jí)邊境口岸河口，服務(wù)于滇東北、滇中

2、、滇南等廣闊地域。 本工程位于昭待公路K316+950K317+180段，段內(nèi)路基由于液化土層與軟土呈互層狀分布。 2 工程地質(zhì)條件 2.1 地層 第一層：亞粘土：灰色、褐灰色，含少量灰?guī)r礫石，表層0.50m為松散狀種植土。容許承載力60130KPa；深度在04.2m范圍內(nèi)。 第二層：淤泥：褐灰、褐紅色，含少量園礫，局部夾薄層狀砂。容許承載力55112KPa；深度在4.29.4m范圍內(nèi)。 第三層：亞粘土：褐灰色，含15%的園礫，粒徑210mm。容許承載力60130KPa；深度在9.415m范圍內(nèi)。 第四層：粘土：褐灰色、灰黑色，含少量有機(jī)質(zhì)。軟塑，局部可塑。容許承載力115140KPa，硬塑狀

3、容許承載力312KPa；深度在1517.1m范圍內(nèi)。 2.2 地質(zhì)構(gòu)造 本區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)之滇東臺(tái)褶皺帶，主要在滇東臺(tái)褶束與會(huì)澤臺(tái)褶束之間，處于川滇南北向構(gòu)造小江深大斷裂帶東緣與其次級(jí)構(gòu)造雨斷裂帶結(jié)合部位。地質(zhì)構(gòu)造以北東向?yàn)橹?，斷裂次之。?gòu)造較為復(fù)雜，北東向構(gòu)造比較發(fā)育；南北向構(gòu)造集中分布在西部（系小江斷裂帶的組成部分）、東北部，其余零星殘出現(xiàn)；北西向構(gòu)造大部分屬于南北向構(gòu)造和北東向主干構(gòu)造的配套成分。與本段路線關(guān)系密切的北東向構(gòu)造為五星背斜及窩都斷裂。 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁而強(qiáng)烈，主要形式表現(xiàn)為大面積的升降、斷塊差異性升降和斷裂活動(dòng)等3種類型。共同特點(diǎn)是斷裂破碎帶發(fā)育、新構(gòu)造變動(dòng)形跡或跡象較多：眾多

4、的小型山間盆地、湖泊、新生帶地層的斷錯(cuò)、明顯的斷層三角面、成串的（溫）泉、頻繁的地震活動(dòng)等。路線穿越小江大斷裂東側(cè)的滇東臺(tái)褶帶，是我國強(qiáng)烈地震活動(dòng)帶之一，區(qū)域穩(wěn)定性差。 2.3 地震 根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局2001年發(fā)布的中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖(GB183062001)全線地震動(dòng)參數(shù)劃分如下：地震動(dòng)峰值加速度為0.10.2g(對應(yīng)的地震基本烈度為度)地震動(dòng)反應(yīng)譜周期為0.40.45s。 2.4 工程地質(zhì)條件評價(jià) 液化砂土：段內(nèi)地震動(dòng)峰值加速度為0.10.2g，對應(yīng)的地震基本烈度為度。據(jù)本區(qū)勘察資料，按公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ004-89)第2.2.2條檢算，埋深20m以內(nèi)的(2-2)淤泥質(zhì)砂

5、層粘粒含量為14.7 ，對該砂層進(jìn)行液化判定，為可液化砂土，液化抵抗系數(shù)Ce=0.1O.8，承載力折減系數(shù)u=Ol3。 3 工程措施 對本路段軟土地基，采用振沖碎石樁復(fù)合地基加固。 4 碎石樁施工 4.1 施工技術(shù)要點(diǎn) (1)采用江蘇產(chǎn)ZCQ 3O型振沖器，碎石樁樁徑377mm。根據(jù)公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJOO489)，結(jié)合段內(nèi)地質(zhì)剖面資料，碎石樁樁長按10m，間距按d=1.2m，按正三角形滿堂布置，詳見圖4。 圖1 碎石樁平面布置大樣示意圖(2)碎石材料采用粒徑為20lOOmm未風(fēng)化的花崗巖碎石，含泥量1O。 (3)密實(shí)電流經(jīng)試樁確定為4550A，留振時(shí)間為1020s，水壓0.4O.6M

6、Pa。 (4)碎石樁頂鋪設(shè)一層300mm碎石墊層。 4.2 試樁 施工前根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的分區(qū)地質(zhì)資料進(jìn)行試樁，據(jù)此確定各區(qū)碎石樁的密實(shí)電流、留振時(shí)間及水壓等施工參數(shù)，是處理可液化砂土與軟土互層地基的關(guān)鍵。 4.3 施工工藝流程 定樁位樁機(jī)就位沉振沖頭至設(shè)計(jì)深度成孔提升至孔口沉振沖頭至孔底清孔回填碎石料并分層振實(shí)到地面止移機(jī)至下一個(gè)樁位結(jié)束。 4.4 施工工藝要求 (1)平整場地至設(shè)計(jì)標(biāo)高，按樁位設(shè)計(jì)平面布置圖在現(xiàn)場用竹簽作標(biāo)記，樁位偏差不大于土5cm。 (2)成孔：對準(zhǔn)樁位，啟動(dòng)供水泵和振沖器，待振沖器電流穩(wěn)定后緩慢下沉振沖器成孔，直到符合設(shè)計(jì)樁長要求，記錄振沖器經(jīng)各深度的電流變化值和時(shí)間，

7、提升振沖器至孔口。 (3)清孔：成孔后，上下串動(dòng)振沖器12遍進(jìn)行清孔。根據(jù)試樁要求減小水壓。 (4)填料及振密制樁：清孔后將振沖器提離孔口。向孔內(nèi)投入約0.5m 碎石，然后下沉振沖器將碎石振密到試樁要求的密實(shí)電流；再次將振沖器提升O.30.5m投料下沉振沖器留振振密；如此重復(fù)自下而上逐段振密制樁至孔口，并記錄各深度的最終電流值和填料量，即完成一根樁施工。 5 碎石樁檢測 5.1碎石樁檢測方法 本次碎石樁質(zhì)量檢測采用重（II）型動(dòng)力觸探試驗(yàn)，對碎石樁成樁質(zhì)量（密實(shí)度、連續(xù)性）進(jìn)行檢測，共檢測碎石樁226棵。重（II）型動(dòng)力觸探設(shè)備規(guī)格：63.5kg的自由脫鉤落錘，落距76cm，探頭直徑74mm，

8、圓錐角60。，探桿直徑42mm。試驗(yàn)時(shí)探頭必須對準(zhǔn)檢測孔中心位置，保證探桿垂直不產(chǎn)生側(cè)向晃動(dòng)，錘擊貫入應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，特別須防止錘擊偏心，偏心不得超過2%。試驗(yàn)按每貫入10cm記錄其錘擊數(shù)，直至試驗(yàn)結(jié)束。試驗(yàn)過程中，每貫入1m時(shí)，將探桿轉(zhuǎn)動(dòng)一圈半，減小側(cè)摩阻力的影響。 5.2碎石樁檢測結(jié)果 對處于地下水以下的碎石樁段的錘擊數(shù)按式1進(jìn)行修正。 N63.51.1N63.5+1.0(1) 式中：N63.5經(jīng)地下水影響校正后的錘擊數(shù) N63.5未經(jīng)地下水影響校正而經(jīng)桿長校正后的錘擊數(shù) 本段碎石樁的樁身質(zhì)量按以下標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)：取重（II）型動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)5擊為臨界值，修正后擊數(shù)大于等于5擊的樁段密實(shí)度達(dá)標(biāo)；

9、修正后擊數(shù)小于5擊的樁段密實(shí)度不達(dá)標(biāo)；對局部欠密實(shí)現(xiàn)象容許值規(guī)定：修正后擊數(shù)小于5擊的單樁長度不超過1m，累計(jì)長度不超過樁長的30%的樁視為合格樁，不滿足以上容許值規(guī)定的樁即為不合格樁。按以上標(biāo)準(zhǔn)，本段碎石樁共按5%檢測的226棵（1480m）全部合格。 6 工程效果及評價(jià) 6.1 工程效果 施工處理后的地基還進(jìn)行了5次復(fù)合地基載荷試驗(yàn)。復(fù)合地基承載力分別為200、210、190、240、260Kpa，試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合地基承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 6.2 工程評價(jià) 在碎石樁質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)的選擇上，本段碎石樁是根據(jù)本場地的地質(zhì)條件，并參考有關(guān)工程及專家對重（II）型動(dòng)力觸探檢測碎石樁樁體質(zhì)量的以下經(jīng)驗(yàn)和建議。結(jié)果表明，該方法確實(shí)可行。 振沖法適用范圍為飽和松散粉細(xì)砂、中粗砂和礫砂、飽和黃土、雜填土、粘性土和軟土。隨著振沖設(shè)備方面的不斷改進(jìn)，樁體質(zhì)量檢測方法不斷積累和豐富