【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(cè)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(cè) 
 
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°43′~103°20′,北緯24°50′~25°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、滇南等廣闊地域。 
 
本工程位于昭待公路K316+950~K317+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60~130KPa;深度在0~4.2m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55~112KPa;深度在4.2~9.4m范圍內(nèi)。 
 
第三層:亞粘土:褐灰色,含15%的園礫,粒徑2~10mm。容許承載力60~130KPa;深度在9.4~15m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115~140KPa,硬塑狀容許承載力312KPa;深度在15~17.1m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》(GB18306—2001)全線地震動(dòng)參數(shù)劃分如下:地震動(dòng)峰值加速度為0.1~0.2g(對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度).地震動(dòng)反應(yīng)譜周期為0.4~0.45s。 
 
2.4 工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià) 
 
液化砂土:段內(nèi)地震動(dòng)峰值加速度為0.1~0.2g,對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ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)砂層粘粒含量為14.7 ,對(duì)該砂層進(jìn)行液化判定,為可液化砂土,液化抵抗系數(shù)Ce=0.1~O.8,承載力折減系數(shù)u=O~l/3。 
 
3 工程措施 
 
對(duì)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》(JTJOO4—89),結(jié)合段內(nèi)地質(zhì)剖面資料,碎石樁樁長(zhǎng)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20~lOOmm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45~50A,留振時(shí)間為10~20s,水壓0.4~O.6MPa。 
 
(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(chǎng)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(chǎng)用竹簽作標(biāo)記,樁位偏差不大于土5cm。 
 
(2)成孔:對(duì)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(zhǎng)要求,記錄振沖器經(jīng)各深度的電流變化值和時(shí)間,提升振沖器至孔口。 
 
(3)清孔:成孔后,上下串動(dòng)振沖器1~2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.3~0.5m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(cè) 
 
5.1碎石樁檢測(cè)方法 
 
本次碎石樁質(zhì)量檢測(cè)采用重(II)型動(dòng)力觸探試驗(yàn),對(duì)碎石樁成樁質(zhì)量(密實(shí)度、連續(xù)性)進(jìn)行檢測(cè),共檢測(cè)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,圓錐角60。,探桿直徑42mm。試驗(yàn)時(shí)探頭必須對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)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(cè)結(jié)果 
 
對(duì)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。 
 
N63.5=1.1N’63.5+1.0(1) 
 
式中:N63.5——經(jīng)地下水影響校正后的錘擊數(shù) 
 
N’63.5——未經(jīng)地下水影響校正而經(jīng)桿長(zhǎng)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(píng)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);修正后擊數(shù)小于5擊的樁段密實(shí)度不達(dá)標(biāo);對(duì)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(zhǎng)度不超過1m,累計(jì)長(zhǎng)度不超過樁長(zhǎng)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(cè)的226棵(1480m)全部合格。 
 
6 工程效果及評(píng)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(píng)價(jià) 
 
在碎石樁質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)的選擇上,本段碎石樁是根據(jù)本場(chǎng)地的地質(zhì)條件,并 參考 有關(guān)工程及專家對(duì)重(II)型動(dòng)力觸探檢測(cè)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(cè)方法不斷積累和豐富,振沖法在我國地基處理的領(lǐng)域有著廣闊的前景。 
 
參考 文獻(xiàn) : 
 
[1]《地基處理第三冊(cè)》(第二版)編寫委員會(huì).地基處理手冊(cè)[M].2002,9. 
 
[2]云南省公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院.昭待公路第11合同段兩階段施工設(shè)汁圖(第四冊(cè))[R].2003. 
 
[3]巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)[M].2001.