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(diǎn)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)得到了較多的應(yīng)用，但用來(lái)處理高速馬路液化地基，國(guó)內(nèi)尚無(wú)?不見(jiàn)。本文結(jié)合濟(jì)東高速馬路焦修段液化地基的處理，對(duì)干振碎石樁的試驗(yàn)方案、施工工藝和質(zhì)量?檢驗(yàn)舉行了較細(xì)致的闡述。

摘要：

高速馬路，液化地基，?干振碎石樁，試驗(yàn)1.概述濟(jì)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(jì)源至東明高速馬路焦作至修武（市界）段，是濟(jì)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(nèi)，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(nèi)局部存在薄弱土，容許承載力不超過(guò)100kPa，加之地下水位較高，又處于飽和狀態(tài)。同時(shí)沿線地震根本烈度處于7～8度區(qū)，這些構(gòu)成了可液化軟土路基的基?本條件。

經(jīng)對(duì)可液化土層在相應(yīng)地震烈度下液化勢(shì)的分析計(jì)算，根據(jù)部頒《馬路工程抗震設(shè)計(jì)模范》?(JTJ004-89)要求，應(yīng)采取適當(dāng)?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(gè)特別困難的問(wèn)題。碎石樁是指用振動(dòng)、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(gòu)成的密實(shí)樁體，在《馬路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)模范》(JTJ017-96)中稱之為粒?料樁。

干振碎石樁是一種采用預(yù)沉導(dǎo)管、重錘振動(dòng)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(yán)重缺陷，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)得到了較多應(yīng)用。但采用干振碎石樁來(lái)處理高速馬路液化地基，國(guó)內(nèi)尚不見(jiàn)。

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(jì)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(jí)馬路工程上采用這一方法，為了?達(dá)?到有效而經(jīng)濟(jì)的目的，務(wù)必合理選擇各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)。因此，為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)所采用的參數(shù)以?及檢驗(yàn)碎石樁的加固效果，在焦修段JXTJ-04標(biāo)段開(kāi)展了干振擠密碎石樁的試驗(yàn)研究工作。

2.試驗(yàn)研究方案根據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，選擇在JXTJ-04標(biāo)段K28+156.08～K28+233.92作為試驗(yàn)區(qū)。在試?驗(yàn)區(qū)內(nèi)采用兩種樁間距1.4m和1.6m，樁徑500mm，樁長(zhǎng)8.0m和6.0m，均為正三角形布置，面積置換率1.4m樁?距時(shí)為12%，1.6m間距時(shí)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(yè)式走?管打樁機(jī)施工。

主要試驗(yàn)內(nèi)容有：孔隙水壓力測(cè)試、復(fù)合地基載荷試驗(yàn)及抗液化加固效果檢驗(yàn)。

2.1孔隙水壓力測(cè)試分別在1.4m和1.6m樁距試驗(yàn)區(qū)，各埋設(shè)5只孔壓計(jì)，深度為別為2m、4m、6m、8m、以測(cè)量干振碎石樁施工時(shí)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(fù)合地基載荷試驗(yàn)分別在兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)選擇代表性的單樁及雙樁各做二組載荷試驗(yàn)，以確定碎石樁復(fù)?合地基的承?載力和變形特性，同時(shí)測(cè)定樁土應(yīng)力比及孔隙水壓力的變化，分析復(fù)合地基的力學(xué)性狀。

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

3.試驗(yàn)主要結(jié)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(yàn)成果說(shuō)明，無(wú)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(dá)成設(shè)計(jì)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(yàn)結(jié)論說(shuō)明，兩種樁距處?理后的復(fù)合地基容許承載力比處理前提高了1倍左右，均達(dá)成或超過(guò)了設(shè)計(jì)要求(150KPa)。

干振碎石樁主要依靠振動(dòng)和擠密作用加固地基，施工時(shí)土層中產(chǎn)生超孔隙水壓力，其影響范圍可達(dá)成5m，且隨距離增大而衰減，其衰減規(guī)律根本符合△u=γβ，實(shí)測(cè)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(zhǎng)一半處對(duì)地?基的振動(dòng)、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(yàn)樁距1.4m和1.6m加固效果相當(dāng)?。因此，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，可以適當(dāng)加大樁距。

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

干振碎石樁復(fù)合地基樁土應(yīng)力比可取為2～3。

干振碎石樁成樁后，地基強(qiáng)度隨齡期有確定的增長(zhǎng)，但幅度較小。

干振碎石樁抗液化加固效果可以采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)、靜力觸探試驗(yàn)(CPT)和瑞利波?法(S∧SW)來(lái)檢驗(yàn)，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(yàn)碎石樁加固效果，對(duì)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(guān)關(guān)系。

4施工工藝?4.1打定工作編寫施工組織設(shè)計(jì)，經(jīng)審批后面可施工；

清理平整場(chǎng)地，除掉高空和地面障礙物；

測(cè)量放線，測(cè)量地面整平后的標(biāo)高；

布設(shè)樁位，樁間距及形式按設(shè)計(jì)文件，樁間距允許偏差為±10cm，在灌注樁和構(gòu)造物基?礎(chǔ)施工前務(wù)必完成碎石樁；

機(jī)械設(shè)備?需采用走管式振動(dòng)沉樁機(jī)，內(nèi)置平底活頁(yè)式樁尖；

?樁管直徑一般應(yīng)為377mm；

并設(shè)有二次投料口，最大沉樁深度能達(dá)20m左右；

錘重≥35kN，工作電流100A左右；

?激振力≥280kN；

?配套發(fā)電機(jī)功率≥120kW；

?容積相等的小推車數(shù)輛；

打定碎石，碎石級(jí)配以自然級(jí)配為宜，最大粒徑不超過(guò)5cm，含泥量不大于5%。

碎石樁施工施工依次從四周邊開(kāi)頭向中心舉行，相鄰兩根樁務(wù)必跳躍間打。

樁基就位，校正樁管垂直度≤1.5%；

校正樁管長(zhǎng)度并符合設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)；

?設(shè)置二次投料口在樁管中間以上部位；

在樁位處鋪設(shè)少量碎石；

邊振動(dòng)邊下沉至設(shè)計(jì)深度，每下沉0.5m留振30s；

稍提升樁管使樁尖開(kāi)啟；

中斷振動(dòng)，灌料、直至灌滿為止；

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

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

提升樁管，開(kāi)啟其次投料口并中斷振動(dòng)，舉行其次次投料直至灌滿；

啟動(dòng)拔管，邊振動(dòng)邊上拔，并舉行屢屢反插，至管內(nèi)碎石全部投出；

反插深度應(yīng)小于樁管長(zhǎng)度的一半；

提升樁管高于地面中斷振動(dòng)，舉行孔口投料(第三次投料)直至地表；

啟動(dòng)反插，并實(shí)時(shí)舉行孔口補(bǔ)料至該樁設(shè)計(jì)碎石用量全部投完為止；

孔口加壓至前機(jī)架?抬起，完成一根樁施工；

碎石灌入量按每延米0.22～0.23m3計(jì)算；

提升和反插速度務(wù)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(guò)程中應(yīng)實(shí)時(shí)挖除樁管帶出泥土，孔口泥土不得掉入孔中；

施工過(guò)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)等；

施工過(guò)程中如察覺(jué)土層中夾有大于1.0m厚的淤泥層或沉樁困難應(yīng)立刻停工，并報(bào)告有關(guān)?部門實(shí)時(shí)處理；

施工完畢，測(cè)量整平標(biāo)高，整理施工記錄。

邊振動(dòng)邊下沉施工拔管反插施工質(zhì)量檢驗(yàn)施工過(guò)程務(wù)必嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝，檢查施工記錄，施工完畢務(wù)必舉行檢測(cè)，以檢驗(yàn)處理效果。

檢驗(yàn)方法單樁碎石灌入量檢查；

對(duì)樁間土采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)；

采用瑞利波法(S∧SW)檢驗(yàn)復(fù)合地基效果。

檢測(cè)時(shí)間在施工終止7d后即可舉行。

檢驗(yàn)頻率單樁碎石量檢查按規(guī)定頻率隨機(jī)抽查；

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)以樁數(shù)的1%操縱；

孔位隨機(jī)布置，特殊地段適當(dāng)加密；

瑞利波法按1點(diǎn)/40m，在中心線兩側(cè)各15m處交錯(cuò)布點(diǎn)。

檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)單樁碎石灌入量應(yīng)不少于0.224m3/m；

樁間土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)N63.