擠密碎石樁施工技術(shù)

碎石擠密樁復(fù)合地基砂石樁為砂樁、礫卵石（礫石）樁、碎石樁的統(tǒng)稱，是處理軟弱方材料，加速進(jìn)度，降低工程成本，應(yīng)用較為廣泛。一、加固機(jī)理及適用范圍：1固結(jié)（對(duì)砂土則主要為振動(dòng)密實(shí)。2、碎石樁體的空隙大，上下貫通為良好排水通道，土體中的水滲到樁體中，使土體得到第二次固結(jié)。經(jīng)振動(dòng)拔管構(gòu)成的樁體一般均可達(dá)到中～上，液化土層得到消除。適于軟弱地基一般建筑物的加固，對(duì)各土層的加固效果是：松散大，壓縮模量降低，短期內(nèi)難以恢復(fù)，效果軟差；對(duì)于飽和性粘土地基，主要不以變形控制的工程，也可采用砂石樁作置換處理。二、一般構(gòu)造要求與布置1、方案確定根據(jù)地基處理的目的、待處理場(chǎng)地的工程于質(zhì)條件以及施工機(jī)具等的不同，可分別選擇振動(dòng)沉管砂樁、砂石樁或碎石樁，也可以與其它地基處理方法結(jié)合使用。2、樁的直徑根據(jù)土質(zhì)類別、成孔機(jī)具設(shè)備條件和工程情況而定，一般為300mm，最大500～800mm，對(duì)飽和粘性土地基宜選用較大的直徑。3、樁的長(zhǎng)度樁長(zhǎng)主要取決于需要加固土層的厚度。一般視建（構(gòu)）筑物的設(shè)計(jì)要求和地質(zhì)條件而定，應(yīng)滿足地基的強(qiáng)度和變形控制要求。⑴、當(dāng)?shù)鼗械乃缮⑼翆雍穸炔淮髸r(shí)，可穿透整個(gè)松軟土層，至較好持力土層上；當(dāng)厚度較大，而擠密砂石樁（因機(jī)具設(shè)備限制或造價(jià)太高）不能穿透時(shí)，樁長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)建筑地基的允許變形值確定。確定。⑶、對(duì)按穩(wěn)定性控制的工程，加固深度應(yīng)大于最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的深度。⑷、樁長(zhǎng)不宜短于4m。4、樁布置和樁距樁平面布置宜采用等邊三角形或正方形。樁距應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，但不宜大于砂石樁直徑的4倍。因有經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，砂石樁的間距也可按下式計(jì)算確定，由于砂石樁在松砂和軟粘土中作用機(jī)理不同，計(jì)算方法也有所不同：⑴、松散砂土地基：等邊三角形布置：s＝0.95d√（1＋e）╱（e－e）0 0 1正方形布置：s＝0.90d√（1＋e）╱（e－e）0 0 1e＝e

－（e

－e ）1 max

max

min式中：s——砂石樁間距d——砂石樁直徑e——地基處理前砂土的孔隙比，可按原狀土樣試驗(yàn)確定，0也可根據(jù)動(dòng)力或靜力觸探等對(duì)比試驗(yàn)確定。e——地基擠密后要求砂土達(dá)到的孔隙比。1e e ——分別為砂土的最大、最小孔隙比，可按國(guó)家標(biāo)max min準(zhǔn)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ123—88）的有關(guān)規(guī)定試驗(yàn)確定。D 0.70～r10.85⑵、粘性土地基要按復(fù)合地基考慮，假定砂樁和天然土層分擔(dān)上部荷載，樁距s按下列公式計(jì)算：等邊三角形：s＝1.08√Ae正方形布置：s＝√Ae式中：A——1根砂石樁所承擔(dān)的處理面積：A＝A╱me e PA——砂石樁的截面積Pm——面積置換率。m＝d2╱d2e式中：d——樁的直徑（m）d——等效影響圓直徑（m。等邊三角形布樁時(shí) d＝e e1.05s，正方形布樁時(shí)d＝1.13s（s為樁間距）e5、布樁形式確定布樁形式應(yīng)依據(jù)基礎(chǔ)形式確定。對(duì)大面積滿堂處理，樁位宜采用等邊三角形布置；對(duì)獨(dú)立或條形基礎(chǔ)，樁位宜采用正方形、矩形或等腰三角形布置；對(duì)于圓形或環(huán)形基礎(chǔ)，宜用放射形布置。6、處理寬度條件及工程地質(zhì)條件而定，地基的加固寬度一般不小于基礎(chǔ)寬度的1.21～31/53m的非液化層時(shí)，每邊放寬不宜小于液1/22～4排樁。7、墊層300～500mm（碎石滿布于基底并予以壓實(shí)，以起擴(kuò)散應(yīng)力的作用。8、有關(guān)計(jì)算：⑴、地基的承載力和壓縮模量砂石樁處理的復(fù)合地基承載力和壓縮模量可按現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合地基載法”一節(jié)計(jì)算確定。的規(guī)定進(jìn)行抗震計(jì)算。⑶、對(duì)粘性土地基，應(yīng)根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范91）（GBJ7—89）進(jìn)行必要的承載力計(jì)算、沉降計(jì)算及穩(wěn)定分析。9、機(jī)具設(shè)備及材料要求DZ30DZ18000280kN45kW12Hz。套管端部有600的四瓣活瓣樁尖。施工時(shí)，先將樁管下部的活瓣閉合對(duì)準(zhǔn)錘擊沉管打樁機(jī) 其型號(hào)及技術(shù)性能參見(jiàn)6.4.2一.配套機(jī)有樁管、吊斗1t機(jī)動(dòng)翻斗車等。⑵、樁填料 用天然級(jí)配的中粗砂、礫砂、圓礫、角礫、卵石碎石等，含泥量不大于5%，并不宜含有大于50mm的顆粒。10、施工要點(diǎn)⑴、施工時(shí)可采用振動(dòng)成樁法，也可采用錘擊成樁法，后者還分①、排孔法：由一端開(kāi)始逐步施工到另一端。②、跳打法：同一排樁可隔一根樁打一根樁，反復(fù)進(jìn)行。③、圍幕法：先打外圍樁，再打內(nèi)圈樁，從外到里依次向中心區(qū)推進(jìn)。適用于油罐、水塔等基礎(chǔ)的圓形布樁施工。⑶、砂石樁成樁工藝有振動(dòng)成樁法（簡(jiǎn)稱振動(dòng)法）和錘擊成樁法（簡(jiǎn)稱錘法。振動(dòng)法系采用振動(dòng)動(dòng)沉樁機(jī)在樁位將帶活瓣樁尖的與0.5m停拔振動(dòng)20～30s；或?qū)豆軌合氯缓笤侔?，以便將落入樁孔?nèi)的砂石壓實(shí)成30～70kN為宜，不應(yīng)太大，以防過(guò)1～1.5m/min500～700mmKM2-12000A型振動(dòng)沉樁機(jī)施工，因15200m/于軟弱粘性土。7～9根。振動(dòng)法應(yīng)⑸、灌砂石時(shí)含水量應(yīng)加控制，對(duì)飽和土層，砂石可采用飽和狀態(tài)，對(duì)非飽和土或雜填土，或能形成直立的樁孔壁的土層，含水量可采用7～9%。算：q＝k?h?π式中：q——每根樁填料量h——樁長(zhǎng)kd——樁徑也可按下式計(jì)算：q＝[（Ap?ι ?ds）╱（1＋e）]（1＋0.01ω）q——每根樁填料量Ap——砂石樁的截面積ι ——樁長(zhǎng)ds——砂石料的相對(duì)密度（比重ω——砂石料的含水量e——地基擠密后要求達(dá)到的孔隙比。砂石樁的灌砂量通常按樁孔的體積和砂在中密度狀態(tài)時(shí)的干密度計(jì)算（2。砂石樁實(shí)際灌砂石量（不包括水量）65況，可在原位進(jìn)行復(fù)打灌砂石。11、質(zhì)量控制⑴、樁位應(yīng)準(zhǔn)確，其縱向偏差應(yīng)不大于樁管直徑，樁身應(yīng)保持連續(xù)和垂直，垂直度偏差不應(yīng)大于1.5%。⑶、應(yīng)保證起重設(shè)備平穩(wěn)，導(dǎo)向架與地面垂直，且垂直度偏差不應(yīng)大于1.5%，成孔中心與設(shè)計(jì)樁位偏差不應(yīng)大于50mm，樁徑偏差控制在－20mm以內(nèi)，樁長(zhǎng)偏差不大于100mm。⑷、砂石灌入量不應(yīng)少于設(shè)計(jì)值的95%，如不能順利下料時(shí)，可適當(dāng)往管內(nèi)加水。12、質(zhì)量檢驗(yàn)⑴、樁身及樁與樁之間土的擠密質(zhì)量，可采用標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探或動(dòng)力觸探等方法檢測(cè)，以不小于設(shè)計(jì)要求的數(shù)值為合格。樁間土質(zhì)量的檢測(cè)位置應(yīng)在等邊三角形或正方形的中心。樁孔總數(shù)的2%，檢查結(jié)果如有占檢測(cè)總數(shù)10%的樁未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)采取加樁或其他措施。⑷、施工后應(yīng)間隔一定時(shí)間方可進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，對(duì)飽和粘性土，應(yīng)待超孔隙水壓基本消散后進(jìn)行，間隔時(shí)間宜為1～2周，對(duì)其他土可在施工后2～3d進(jìn)行。13、振動(dòng)沉管砂石樁施工程序圖：施工準(zhǔn)備布置樁位制樁交工驗(yàn)收施工準(zhǔn)備布置樁位制樁交工驗(yàn)收樁機(jī)就位開(kāi)機(jī)樁機(jī)就位開(kāi)機(jī)沉管成孔填料擠密成樁關(guān)機(jī)移位填料擠密成樁關(guān)機(jī)移位14、施工技術(shù)措施⑴、采用DZ-50y型及DZ-30y型電動(dòng)振動(dòng)沉管打樁機(jī)施工，以保證有足夠的機(jī)械能力。⑵、采用合頁(yè)式平底樁頭，這樣樁頭沉管時(shí)能成孔，提升時(shí)合頁(yè)能張開(kāi)，碎石自動(dòng)落孔內(nèi)，反插時(shí)合頁(yè)即能自行閉合壓實(shí)振密碎石。4m軟弱的土層有針對(duì)性增加投料。三、復(fù)合地基變形特性分析p—S所對(duì)應(yīng)的s降量：s‵＝s‵（B/b）2（b＋30/B＋30）2式中：s‵——預(yù)估建筑物最終平均沉降量s——設(shè)計(jì)采用的復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)應(yīng)的沉降量B——建筑物的基礎(chǔ)寬度b——載荷試驗(yàn)承壓板寬度四、復(fù)合地基承載力評(píng)價(jià)1、計(jì)算由經(jīng)驗(yàn)公式

＝m?n?sp，k

＋（1－m）?s，k

s，k式中：? ——復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值sp，k? ——樁間土承載力標(biāo)準(zhǔn)值s，km——面積置換率（%）n——樁與樁間土應(yīng)力比或按：? A

A

AA）sp，k e

P，k

s，k e P式中：? ——復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值sp，kA——1根樁承擔(dān)的處理面積（m2）e? ——碎石樁單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值P，kA——樁的截面積（m2）P? ——樁間土承載力標(biāo)準(zhǔn)值s，k2、綜合評(píng)價(jià)本工程評(píng)價(jià)復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值是以載荷試驗(yàn)結(jié)果為主，經(jīng)驗(yàn)

0.02

值作為評(píng)價(jià)?

sp，k

的主要依據(jù)，據(jù)此各個(gè)加固場(chǎng)地復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為? ＝kpa五、砂土液化判別

sp，k根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ11—89）規(guī)定，應(yīng)用標(biāo)貫試驗(yàn)確定 N ＜Ncr63.5N＝N[0.9＋0.1（ds－dw）]√