淺談夯擴碎石樁施工工藝及成樁的質量檢測

(河北省水利工程局， 石家莊 050021)

淺談夯擴碎石樁施工工藝及成樁的質量檢測

賈榮剛

(河北省水利工程局， 石家莊 050021)

利用夯擴擠密碎石樁處理方法可有效消除填土的濕陷性和液化，改善土的物理力學指標，提高地基土的承載能力和壓縮模量，減少地基土的壓縮變形。本文通過南水北調某倒虹吸夯擴擠密碎石樁的施工實踐，分析介紹了夯擴擠密碎石樁施工工藝要點，指出了成樁質量檢測方法及結果。

夯擴擠密碎石樁； 施工工藝； 質量檢測

1 工程概況

白馬河渠道倒虹吸是南水北調中線工程總干渠上的一座大型河渠交叉建筑物，進口位于總干渠樁號118+084處，出口位于樁號118+769處，倒虹吸全長685m，由進口漸變段、進口檢修閘、管身段、出口節制閘、出口漸變段組成。白馬河倒虹吸夯擴碎石樁進口段平均樁長8m，出口段平均樁長9m，地基處理共計10524m。倒虹吸進口段及閘室段原天然地基承載力特征值約為150kPa，不能滿足建筑物地基承載力的要求，采用夯擴擠密碎石樁進行地基處理，要求處理后進口段三角形布樁、矩形布樁復合地基承載力應分別不小于250kPa、230kPa，出口段三角形布樁復合地基承載力應不小于220 kPa。樁徑0.6m。樁頂鋪設30cm厚碎石土墊層并碾壓密實。

2 地質條件

建筑物區發育的地層主要為奧陶系中統馬家溝組灰巖、白云質灰巖和碎石土(溶蝕充填物)，第四系下更新統冰水積、湖積黏性土和砂土，第四系全新統沖洪積黏性土和砂土。

建筑物區在勘探深度內主要地層自上而下為：

d.下更新統(fgl+lQ1)：主要巖性為黏土、壤土、中砂、粉砂、粗砂等。在建筑物場區74.4～87.11m高程以下呈大小不同透鏡體交錯展布，揭露最大總厚度32.5m。

e.奧陶系中統馬家溝組(O2m)：主要巖性為灰巖、白云質灰巖和碎石土，該巖層分布于白馬河右岸。鉆孔揭露頂面高程81.92～48.20m，埋深0.7～32.2m，揭露最大厚度33.5m。

3 施工方法

3.1 施工工藝流程

施工準備→樁機就位、成孔→沉護筒→填料回填夯實→成樁封孔。

3.2 施工設備

ZTJ-4液壓步履式打樁機，φ400mm、自重3.5t夯錘，J2經緯儀。

3.3 施工準備

a.施工前，認真查明施工范圍內的地下建筑物和地下管線的位置和標高，避開在其上部進行夯擴樁施工。

b.根據設計圖紙做好樁位的測量放樣，樁位偏差應不大于24mm，使用φ20mm鋼筋在樁位上釘一深約150mm的圓孔，將鋼筋緩慢拔出，倒入白灰，并用鋼筋搗實作為標記，施放樁位線自檢合格并做好樁位預檢記錄和編號，經監理工程師驗線合格方可開始施工。

c.在基底范圍內墊一定厚度的碎石土工作墊層，以保證施工的正常進行。

d.施工前在場區內按照要求進行試驗樁，并在試驗樁滿足試驗條件后，采用單樁復合地基載荷試驗的方法，檢驗地基處理效果，以確定單次填料量、填料充盈系數、重錘落距、三級錘入度等指標，并在施工中嚴格執行，以保證樁體強度。

e.施工前按設計要求由試驗室進行配合比試驗，施工時按配合比配制混合料。

f.樁體用碎石應于施工前到場，要求碎石級配良好，有機質含量不大于5%。

3.4 樁機就位、成孔

a.將樁機移至布置孔位，調平機架，用線錘吊線檢查護筒的垂直度，確保垂直度控制在1.5%之內。

b.成孔至設計標高：長螺旋鉆機引孔至設計樁底標高上1～1.5m，夯擴機將重錘做自由落體運動夯擊土體至樁底標高，形成樁孔，孔徑不大于0.4m。

c.測樁底三擊貫入度：待樁底成密實狀態后，將重錘以6m落距做自由落體運動，嚴禁帶剎車和離合，控制三擊貫入度小于15cm。

d.施工采用隔排跳打的方法，有利于保證施工質量，能達到更好的擠密效果。

3.5 沉護筒

a.調整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于樁長的1.5%。

b.下入護筒后，清底夯實、夯平，夯實次數不小于8擊。

c.進行孔中心位移、垂直度、孔徑、孔深檢查，經監理驗收合格后進行下道工序施工。

3.6 填料回填夯實

a.填料選用粒徑不大于5cm的碎石。

b.填料分層回填夯實：提升重錘高出填料口，分層填料夯擊，逐層以量斗定量向樁孔內下料，每次填料0.25m3，單擊貫入量不大于15cm。樁頂預留0.6～1.5m的振密段。

c.回填夯實采用連續施工，每個樁孔一次分層回填夯實，不得間隔停頓或隔日施工，以免降低樁的承載力。

3.7 成樁封孔

a.成樁樁頂標高超出設計標高0.6～1.5m。

b.樁身填筑充盈系數大于試驗確定的滿足設計強度要求的指標。

c.控制三擊貫入度不大于試驗確定的滿足設計強度要求的指標(重錘落距定值)。

4 成樁質量檢測

4.1 檢測數量及方法

根據規范要求，進行夯擴樁的施工質量檢驗需進行復合地基靜載荷試驗來評價復合地基承載力。

4.1.1 檢測數量

檢測數量依據《建筑地基處理技術規范》(JGJ 79—2002)要求，施工完畢后的工程樁驗收性檢測復合地基載荷檢測數量不應少于總樁數的0.5%，且每個單體建筑不應少于三點。

4.1.2 檢測方法

用油壓千斤頂進行加載，采用并聯于千斤頂油路的壓力表測定油壓，根據千斤頂率定曲線換算荷載。載荷板面積為1根樁所承擔的處理面積。采用慢速維持荷載法，最終加載量為設計單樁復合地基承載力特征值的2倍。加載等級分為8級，逐級等量加載。每加一級荷載前后均應各讀記承壓板沉降量一次，以后每0.5h讀記一次。當1h內沉降量小于0.1mm時，即可加下一級荷載。根據載荷數據，繪制壓力—沉降 (P—s)曲線。依據規范，復合地基承載力特征值的確定應依照以下規定：

a.當壓力—沉降曲線上極限荷載能確定，而其值不小于對應比例界限的2倍時，可取比例界限；當其值小于對應比例界限的2倍時，可取極限荷載的一半。

b.當壓力—沉降曲線是平緩的光滑曲線時，可按相對變形值s/b=0.01確定，且按相對變形值確定的承載力特征值不應大于最大加載壓力的一半。

4.1.3 檢測時間

施工后應間隔一定時間方可進行質量檢驗。針對飽和黏性土地基應待孔隙水壓力消散后進行，間隔時間不宜少于14d；對粉土、砂土和雜填土地基，不宜少于7d。

4.2 檢測結果

白馬河渠道倒虹吸進口段三角形布樁復合地基承載力特征值達到250kPa，滿足設計要求；出口段三角形布樁復合地基承載力特征值達到220kPa，滿足設計要求。因此可以得出如下結論：采用步履式落錘載體擴樁機成孔孔徑450mm,或長螺旋鉆機引孔，樁徑不大于400mm；每次填料量控制在0.25m3左右；樁底三擊貫入度15cm，樁徑夯擴擠密至600mm；能夠達到消除液化的設計要求，并能滿足地基承載力要求。

[1] 李相然，趙春富，張紹河.地下與基礎工程防滲加固技術[M].中國建筑工業出版社,2005.

[2] 《水利水電工程施工手冊》編委會.水利水電工程施工手冊地基與基礎工程[M].北京：中國電力出版社,2004.

On Ram-expanded Gravel Pile Construction Technology and Quality Inspection of Finished Pile

JIA Rong-gang

(HebeiWaterConservancyEngineeringBureau,Shijiazhuang050021,China)

Ram-expanded compaction gravel pile treatment method can be utilized for effectively eliminating collapsibility and liquefaction of filled soil, improving physical and mechanical properties, improving bearing capacity and compressive modulus of foundation soil, and reducing compression deformation of foundation soil. In the paper, keys of ram-expanded compaction gravel pile construction technology are analyzed and introduced through construction practice of one inverted siphon ram-expanded compaction gravel pile in South-to-North Water Diversion Project. Test method and results of finished product quality are pointed out.

ram-expanded compaction gravel pile; construction technology; quality inspection

TV52

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1005-4774(2014)10-0000-03