干沖碎石樁法在地基處理中的應(yīng)用

作為地基處理中的一項重要方法，干沖碎石樁法在近期得到了長足的發(fā)展和進步。該項課題的研究，將會更好地提升干沖碎石樁法應(yīng)用的實踐水平，從而有效優(yōu)化地基處理的整體效果。本文從介紹地基處理的重要性著手本課題的研究。

   一、地基處理的重要性

    地基基礎(chǔ)施工主要是為了讓地基基礎(chǔ)起到一個支持的作用，從而使得建筑物更加的穩(wěn)定，在遇到各種災(zāi)害問題時，不會出現(xiàn)太大的結(jié)構(gòu)問題。為了滿足這些情況，我們首先要做的就是建筑地基基礎(chǔ)的施工建設(shè)，而且根據(jù)不同的情況，進行不同的地基處理，而且如果我們在進行地基施工的時候，地基基礎(chǔ)不滿足建筑物的要求，那么我們就要對其基樁進行深埋已達到地基的穩(wěn)定性，從而保證建筑物的質(zhì)量。 

    地基處理一般是指用于改善支承建筑物的地基（土或巖石）的承載能力或抗?jié)B能力所采取的工程技術(shù)措施。當(dāng)前，我們建設(shè)的樓房等建筑物基本都是采用鋼筋混凝土構(gòu)建建筑物的整體框架，但是鋼筋混凝土自身重量太大，而建筑物在使用時也會有各種人體和物體的重力，這些重力一般都通過建筑物本身的承重墻進行傳載，而最終負荷這些重力的就是該建筑物的地基。而地基承受這些重力在時間上具有長久性，因此就必須要保證地基施工質(zhì)量過關(guān)，使建筑物在長年承載壓力中不會發(fā)生過度的下沉和偏移。如果地基沒做打好，建筑物不僅會受到沉降、偏移等問題，嚴重者甚至發(fā)生開裂和坍塌，形成重大的安全事故問題。因此，在建筑物建設(shè)過程中，要充分重視地基施工，確保施工過程規(guī)范，施工技術(shù)過關(guān)。地基施工對建筑工程整體的施工具有重要意義，要引起高度關(guān)注。 

二、干沖碎石法加固機理及特點

1、加固機理 

首先使用取土機械取土成孔，填入不同級配的砂卵石，利用夯錘自由落下的巨大沖擊能和所產(chǎn)生的沖擊波反復(fù)夯擊砂卵石，并使部分砂卵石擠入土層中，由于重錘沖打擠密，不但在樁位處形成大直徑高密度的砂卵石樁體，而且部分砂卵石擠入置換土層，提高了樁間土的承載力；同時砂卵石樁體作為復(fù)合地基中孔隙水的消散通道，消除砂土液化；在巨大夯擊能作用下，土體中產(chǎn)生沖擊波和動應(yīng)力，致使土體出現(xiàn)裂隙，形成排水通道，加速土體的排水固結(jié)；而且由樁體及樁間土形成的復(fù)合地基還起墊層作用，將荷載擴散，使應(yīng)力分布趨于均勻，顯著提高地基均勻性和穩(wěn)定性，減少沉降量，提高承載力。 

2、干沖碎石樁特點 

須取土、成孔及填料；擠密、置換、排水、墊層和加筋作用；處理后的復(fù)合地基承載力顯著提高，且其地基均勻性大大改善；不受場地限制，噪音小，無排污，對環(huán)境影響小；工期短，成本低。 

三、碎石樁的施工工藝

1、樁徑 

根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡鼗�土質(zhì)情況和成樁設(shè)備，碎石樁的樁徑取800mm。 

2、樁體材料 

通常樁體材料選擇碎石、卵石、角礫、圓礫等硬質(zhì)材料，材料的含泥量應(yīng)該小于5%，其最大粒徑不應(yīng)超過50mm；碎石樁樁孔內(nèi)的填料必須通過現(xiàn)場試驗來確定。 

3、開孔 

本次采用了底部振沖法，利用樁管和振沖器的自重輔以振沖沉管開孔至設(shè)計標(biāo)高，再反提樁管，碎石材料自料管頂部加入，由管底出料成樁。開孔時，除了注意樁位和垂直度，還需要確保出料口通暢。拉高樁管沖孔會產(chǎn)生堵管，特別是軟土夾層及其下臥層土質(zhì)較硬，更容易產(chǎn)生難以清除的管塞，造成出料困難，嚴重影響施工效率。采用跟料成孔，勻速沉管，樁管在軟土內(nèi)和硬質(zhì)土層的貫入速率明顯不同，要注意間歇性小幅度反拉，能有效防止嵌管和管塞；沉管成孔時，水沖一定程度上可以緩解塞管，但會造成泥漿反涌，惡化施工環(huán)境，泥漿也容易滲入樁體，影響碎石樁的質(zhì)量，因此未進行料管內(nèi)通水沖孔。 

4、樁徑控制 

使用的碎石樁料管外徑約50cm，底端在耦合振沖裝置后可達80cm（等代直徑），理論上，沉管時可以達到80cm的樁孔，但在這種超軟土內(nèi)，特別是土體劇烈擾動以后，反提樁管時，側(cè)邊淤泥會擠入樁孔，實際出料量低于理論計算的方量，因此要形成1.2m直徑碎石樁，還需以留振和反插措施擴充碎石來實現(xiàn)，成樁直徑是按單位深度的碎石填充量來反算的。碎石樁徑的均勻連續(xù)性是質(zhì)控要點。淤泥呈流塑狀態(tài)，側(cè)限很小，易受擾動難以擠密，碎石樁質(zhì)量不好保證，這也是多年來以碎石樁處理這種軟土地基尚無成熟工藝，需要慎重把握的原因。目前，還沒有一種有效的儀器實時監(jiān)測成樁的連續(xù)性，樁體外觀特征難以直接觀察，如何避免碎石樁縮頸、斷樁，或者扭曲膨脹等現(xiàn)象，還得依靠地面記錄即時把控和樁臺施工員的熟練操作來掌握。初步經(jīng)驗是：成樁時勻速上提樁管管內(nèi)碎石能連續(xù)出料，就不易斷樁；嚴格按照單位樁長的碎石量保持留振，控制上提幅度和反插深度/次數(shù)，就不易形成縮頸或者膨脹；提拉反插樁管盡量維持原位和豎直，并且適當(dāng)控制幅度在1m高的范圍內(nèi)，減少對下部已成樁體的偏心沖壓，就不易造成樁體的扭曲和傾斜。土質(zhì)好側(cè)限大時，出料很慢或者駐料，留振不能滿足樁徑，就要鋪以反插。而在軟土內(nèi)，尤其是淺層淤泥內(nèi)，出料很快，留振時間一定要把握好，否則就會出現(xiàn)膨脹。 

5、碎石樁密實度 

碎石樁密實度和周圍土性相關(guān)，土質(zhì)較好，按設(shè)定的振密電流保持留振，可以使碎石樁密實，但對于淤泥這種超軟土，控制穩(wěn)定的振密電流操作難度較大，長時間留振后，碎石樁整體密實度提高幅度有限，卻使碎石不斷擠入周邊淤泥，造成膨脹，容易導(dǎo)致碎石夾雜淤泥，還會將周圍已成碎石樁擠壓變形。淤泥地基碎石樁施工不是以預(yù)定密實電流為主控指標(biāo)，而是按照單位樁長碎石量為主控制質(zhì)量，還要保證樁體均勻連續(xù)，盡量不混雜淤泥。成樁時，振密電流有規(guī)律變化，留振期間振密電流值明顯增長，穩(wěn)定趨勢快，就說明填充的碎石沒有和淤泥嚴重混雜。施工員應(yīng)密切觀察料管出料狀態(tài)，即時結(jié)合電腦記錄，控制留振時間，發(fā)現(xiàn)電流值變化失常迅速處理。觀察試驗區(qū)出露樁頭發(fā)現(xiàn)，由于淤泥極為軟弱，樁體1.2m直徑范圍內(nèi)的碎石密實度差異較大，越是樁體外圍，密實度越低，泥石夾雜越嚴重。提高碎石樁的整體密實度，除了注意小幅度反插和小間距留振，碎石材料粒徑要按要求的2.0-7.5cm級配混合，并適當(dāng)提高充盈率為1.05。 

四、施工控制要點

1、清溝排污 

在打樁的過程中，施工現(xiàn)場應(yīng)該安排人力進行及時清溝作業(yè)，以保證排污系統(tǒng)的通暢，避免因排污系統(tǒng)阻塞而導(dǎo)致泥漿漫溢現(xiàn)象。沉淀完的泥漿應(yīng)該及時運送出去，并做好場地的清潔工作。 

2、做好記錄工作 

施工過程中，通過振沖機上配備的自動監(jiān)控儀器，來對每段樁體的成孔電流、密實電流、填料情況以及留振時間等進行現(xiàn)場施工的全程監(jiān)控和記錄。每項參數(shù)都是質(zhì)量檢定的重要依據(jù)，施工過程中要嚴格填寫各項施工記錄表。 

3、水壓的控制 

制樁施工時，水量要充足，要使孔內(nèi)始終保持充滿水，同時防止塌孔；水壓應(yīng)該根據(jù)實際的土質(zhì)狀況來確定，如果土質(zhì)強度較低，水壓可適當(dāng)調(diào)小，如果土質(zhì)強度較高，水壓應(yīng)該適當(dāng)提高；成孔過程中，水壓和水量應(yīng)該盡量調(diào)大些，當(dāng)接近設(shè)計深度時，可降低水壓，避免擾動樁底土體；在加料振密的過程中，要適當(dāng)降低水壓和水量。 

五、結(jié)束語

通過對干沖碎石樁法在地基處理中應(yīng)用的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項工作的順利開展，有賴于對其多項影響環(huán)節(jié)與因素的充分掌控，有關(guān)人員應(yīng)該從地基處理的實際要求出發(fā)，研究制定最為符合實際的干沖碎石樁法應(yīng)用實施策略。