振沖碎石樁加固高速公路路基施工與檢測

 

【關鍵詞】振沖碎石樁 高速公路 路計時工 檢測 

 

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，是國家重點建設項目“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、曲靖兩個地區(qū)及貴州省威寧縣，北連四川省，南接國家級邊境口岸河口，服務于滇東北、滇中、滇南等廣闊地域。 

 

本工程位于昭待公路K316+950～K317+180段，段內路基由于液化土層與軟土呈互層狀分布。 

 

2 工程地質條件 

 

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。 

 

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。 

 

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。 

 

第四層：粘土：褐灰色、灰黑色，含少量有機質。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。 

 

2.2 地質構造 

 

本區(qū)位于揚子地臺之滇東臺褶皺帶，主要在滇東臺褶束與會澤臺褶束之間，處于川滇南北向構造—小江深大斷裂帶東緣與其次級構造—雨斷裂帶結合部位。地質構造以北東向為主，斷裂次之。構造較為復雜，北東向構造比較發(fā)育；南北向構造集中分布在西部（系小江斷裂帶的組成部分）、東北部，其余零星殘出現(xiàn)；北西向構造大部分屬于南北向構造和北東向主干構造的配套成分。與本段路線關系密切的北東向構造為五星背斜及窩都斷裂。 

 

新構造運動頻繁而強烈，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等3種類型。共同特點是斷裂破碎帶發(fā)育、新構造變動形跡或跡象較多：眾多的小型山間盆地、湖泊、新生帶地層的斷錯、明顯的斷層三角面、成串的（溫）泉、頻繁的地震活動等。路線穿越小江大斷裂東側的滇東臺褶帶，是我國強烈地震活動帶之一，區(qū)域穩(wěn)定性差。 

 

2.3 地震 

 

根據(jù)國家質量技術監(jiān)督局2001年發(fā)布的《 中國 地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306—2001)全線地震動參數(shù)劃分如下：地震動峰值加速度為0.1～0.2g(對應的地震基本烈度為Ⅶ度)．地震動反應譜周期為0.4～0.45s。 

 

2.4 工程地質條件評價 

 

液化砂土：段內地震動峰值加速度為0.1～0.2g，對應的地震基本烈度為Ⅶ度。據(jù)本區(qū)勘察資料，按《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTJ004-89)第2.2.2條檢算，埋深20m以內的(2-2)淤泥質砂層粘粒含量為14.7 ，對該砂層進行液化判定，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 

 

對本路段軟土地基，采用振沖碎石樁復合地基加固。 

 

4 碎石樁施工 

 

4.1 施工技術要點 

 

(1)采用江蘇產(chǎn)ZCQ 3O型振沖器，碎石樁樁徑377mm。根據(jù)《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTJOO4—89)，結合段內地質剖面資料，碎石樁樁長按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未風化的花崗巖碎石，含泥量≤1O％。 

 

(3)密實電流經(jīng)試樁確定為45～50A，留振時間為10～20s，水壓0.4～O.6MPa。 

 

(4)碎石樁頂鋪設一層300mm碎石墊層。 

 

4.2 試樁 

 

施工前根據(jù)設計單位提供的分區(qū)地質資料進行試樁，據(jù)此確定各區(qū)碎石樁的密實電流、留振時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鍵。 

 

4.3 施工工藝流程 

 

定樁位→樁機就位→沉振沖頭至設計深度成孔→提升至孔口→沉振沖頭至孔底清孔→回填碎石料并分層振實到地面止→移機至下一個樁位→結束。 

 

4.4 施工工藝要求 

 

(1)平整場地至設計標高，按樁位設計平面布置圖在現(xiàn)場用竹簽作標記，樁位偏差不大于土5cm。 

 

(2)成孔：對準樁位，啟動供水泵和振沖器，待振沖器電流穩(wěn)定后緩慢下沉振沖器成孔，直到符合設計樁長要求，記錄振沖器經(jīng)各深度的電流變化值和時間，提升振沖器至孔口。 

 

(3)清孔：成孔后，上下串動振沖器1～2遍進行清孔。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 

 

5.1碎石樁檢測方法 

 

本次碎石樁質量檢測采用重（II）型動力觸探試驗，對碎石樁成樁質量（密實度、連續(xù)性）進行檢測，共檢測碎石樁226棵。重（II）型動力觸探設備規(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。試驗時探頭必須對準檢測孔中心位置，保證探桿垂直不產(chǎn)生側向晃動，錘擊貫入應連續(xù)進行，特別須防止錘擊偏心，偏心不得超過2%。試驗按每貫入10cm記錄其錘擊數(shù)，直至試驗結束。試驗過程中，每貫入1m時，將探桿轉動一圈半，減小側摩阻力的影響。 

 

5.2碎石樁檢測結果 

 

對處于地下水以下的碎石樁段的錘擊數(shù)按式1進行修正。 

 

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)桿長校正后的錘擊數(shù) 

 

本段碎石樁的樁身質量按以下標準評價：取重（II）型動力觸探試驗錘擊數(shù)5擊為臨界值，修正后擊數(shù)大于等于5擊的樁段密實度達標；修正后擊數(shù)小于5擊的樁段密實度不達標；對局部欠密實現(xiàn)象容許值規(guī)定：修正后擊數(shù)小于5擊的單樁長度不超過1m，累計長度不超過樁長的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。按以上標準，本段碎石樁共按5%檢測的226棵（1480m）全部合格。 

 

6 工程效果及評價 

 

6.1 工程效果 

 

施工處理后的地基還進行了5次復合地基載荷試驗。復合地基承載力分別為200、210、190、240、260Kpa，試驗結果表明，復合地基承載力達到設計要求。 

 

6.2 工程評價 

 

在碎石樁質量的標準評價的選擇上，本段碎石樁是根據(jù)本場地的地質條件，并 參考 有關工程及專家對重（II）型動力觸探檢測碎石樁樁體質量的以下經(jīng)驗和建議。結果表明，該方法確實可行。 

 

振沖法適用范圍為飽和松散粉細砂、中粗砂和礫砂、飽和黃土、雜填土、粘性土和軟土。隨著振沖設備方面的不斷改進，樁體質量檢測方法不斷積累和豐富，振沖法在我國地基處理的領域有著廣闊的前景。 

 

參考 文獻 ： 

 

[1]《地基處理第三冊》(第二版)編寫委員會．地基處理手冊[M]．2002，9． 

 

[2]云南省公路規(guī)劃設計院．昭待公路第11合同段兩階段施工設汁圖(第四冊)[R]．2003. 

 

[3]巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）[M]．2001.