浅谈挤密碎石桩施工工艺与控制刘纪刚前言：本文结合334省道如东西段江海河桥桥头软基挤密碎石桩方案处理实例，详细介绍了振动挤密碎石桩的地基加固原理、施工工艺和控制，可以供有关设计、施工和监理人员参考使用。
一、概述334省道如东西段建设工程主要位于以粉砂土为主的冲海积平原区，沿线大多为饱和松散的粉砂土地基，其本身有很大的震密性。
但因为缺少良好的排水通道，短时间内充满土孔隙中的水难以实时排出，土孔隙无法减小，土骨架仍呈松驰状态。
随着振动的持续作用，土粒间的有效应力逐渐转变为超孔隙水压力，土中超孔隙水压力不断地聚集、提高，当其值达到相应的固结压力，土粒呈悬浮状态，土粒间有效应力几乎减小为零，地基土骤然丧失抗剪强度和承载能力产生液化。
当产生液化时，地基的承载力将会大大降低，对其上的工程造成巨大的破坏作用。
因此应对地基进行加固处理，以减小或消除地基的液化，降低甚至消除其对公路工程的破坏。
目前地基处理方法常见的有水泥粉喷桩、石灰桩、碎石桩、换填材料等，其中振动挤密碎石桩在长江流域（粉砂土地区）是比较常用的地基加固方法。
振动挤密碎石桩是由河北省建筑科学研究所等单位开发成功的一种地基加固技术，它首先用振动成孔器成孔，成孔过程中桩孔位的土体被挤到周围土体中去，成孔后提起振动成孔器，向孔内倒入约1米厚的碎石再用振动成孔器进行捣固密实，然后提起振动成孔器，继续倒碎石，和用振动成孔器继续进行捣固密实直至碎石桩形成。
实践证明，振动挤密碎石桩与地基土形成复合地基，是一种有效的处理砂土液化的地基处理方法。
二、振动挤密碎石桩的加固作用描述1、挤密作用振动挤密碎石桩在成桩过程中桩管对周围粉砂层产生很大的横向挤压力，使桩周围的土粒重新排列密实，孔隙比减小，密实度增大。
通过挤密作用，提高砂土的强度和砂土地基的承载力，消除液化的可能性，根据震害调查表明，当地震烈度分别为7、8、9度时，只要砂土的密实度分别达到或超过55％、70％或80％，即不会产生液化。
2、排水降压作用碎石桩加固粉砂土时，桩孔内填充碎石，在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水通道，使桩间土产生的振动超孔隙水压力的水迅速地由碎石桩体排出，土中孔隙水压力亦随之减小，难以聚集提高，从而消除或减小液化的可能性。
3、预震效应美国西特等人(1975)的试验表明，相对密度为54％但受过预震影响的砂样，其抗液化能力相当于相对密度80％的未受过预震的砂样。
可见，在施工过程中使填土料和地基土在震密的同时获得强烈的预震，对于增强砂土抗液化能力是极为有利的。
三、设计方法1、平面布置形式：碎石桩一般呈正三角形或梅花形布置，有时也有呈正方形布置。
2、桩径：碎石桩的直径，应根据置换率、成桩方法、施工机械能力等因素来确定，其直径多采用50～100cm，最大直径可达200cm。
3、桩长：<1>在可液化土层中，碎石桩长应按抗震要求处理的深度来确定。
<2>对按稳定性控制的，工程碎石桩长不应少于最危险滑动面以下2.0m。
<3>对按变形控制的工程，碎石桩长度应满足使复合地基的沉降量不超过对构筑物地基容许沉降量的要求。
<4>对软弱土层厚度小于15m或在该深度以内遇有较硬土层时，将桩端置于较硬土层中。
4、处理范围：用碎石桩防止砂土液化时，每边处理宽度应不少于液化层厚度的1/2，并不小于3m，对道路路堤应设置到排水沟外缘。
5、垫层设置：为了充分发挥碎石桩的加固效果，宜在碎石桩上设置30～50cm的碎石垫层。
6、桩距计算首先计算置换率：m：碎石桩置换率a：桩间土承载力的修正系数，对砂土取1.2～2.0n：桩与土应力比，一般取2～4：复核地基标准承载力：天然地基标准承载力桩距计算：当以正三角形布置时当以正方形布置时d：碎石桩桩距A0：单桩加固面积四、施工准备1、清理平整场地，夯实回填素土至地面，消除高空和地面障碍物；在施工中如果地基液化严重，碎石桩机倾斜或下陷，可在原地面铺40cm碎石确保桩机平衡，在施工完毕后及时清除。
2、测量放线，恢复中线，放出路段边线桩，清理平整施工段地基表面，测量整平后的标高，做好排水系统，保证排水通道的畅通。
3、按设计文件桩间距及形式绘制碎石桩施工平面图，按桩位图准确放出桩位并编号，桩间距允许差为±150mm；4、技术要求准备：施工时要求土层十字板抗剪强度大于10Kpa。
复合地基承载力标准值不小于涵洞及箱通对地基承载力的要求值，要求桥台基础地基承载力达到220Kpa以上并全部消除地基土的液化。
挤密碎石桩所用碎石应由未风化的干净砾石或轧制碎石而成，级配采用20-40mm自然级配，含泥量不大于5%。
松装容重≥1.5。
10、挤密碎石桩施工质量标准：桩距偏差不大于150MM；竖直度偏差不得大于1.5%,桩径、桩长、灌碎石数量不小于设计值；密实度抽查频率为2%，用重Ⅱ型动力触探测试，灌入量100MM时，击数应大于5次。
5、施工应注意事项：施工前一般应进行成桩试验，一般为7-9根，用来确定设计桩径和桩距是否合适。
施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两桩必须跳跃间打；边振动边下沉，通常下沉0.5米留振30S；振动成桩至地面时，应向下复振一米，确保地表不产生缺碎石的凹桩；根据试验桩成果，严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。
根据设计图纸现场放线布桩，桩位偏差不得大于3cm。
每次填料不可过多。
五、挤密碎石桩施工操作步骤桩机就位；开动振动机把套管沉入土中至设计深度；将料斗插入套管，灌入一定量的碎石；提升套管一定高度，将碎石压出；沉入套管，加以振动，将排出的碎石挤密；再一次向套管内灌入碎石；把套管提升到规定高度；重复以上工序，直至地面，挤密碎石桩成桩；挤密碎石桩桩径50CM，桩长8米，采用梅花型布置。
六、质量检验与评价振动碎石桩的检验与评价分为两个方面：一是碎石桩的施工质量，如桩位偏差、桩径、桩体密实度等，二是复合地基的功效，如承载力、沉降量、抗地震液化能力等是否达到了规定的要求。
我们常用单桩荷载实验和桩体动力触探试验，对功效的检验则有单桩复合地基荷载试验、多桩复合地基大型荷载试验、桩间土的荷载试验、标准贯入试验、静力触探等。
结束语振动挤密碎石桩能够对粉砂性土基起到挤密作用、排水降压作用、预震作用，是处理砂土液化的一种经济、有效的地基处理方法，我们在饱和松散地基上修建公路工程时，可以考虑使用此方法处理地基，以免遇地震时，地基土发生液化现象，对公路工程造成毁坏性地破坏。
振动沉管挤密碎石桩施工方案[ sell=2]振动沉管挤密碎石桩施工方案1、工程概况本工程振冲碎石桩桩径0.5m，间距0.9~1.6m，桩长为9m~11.5m，正三角形布置，处理桩号为：K2+501.6~K2+535.6处理长度34.0m，桩长11.5m，间距1.2m；K2+535.6~K2+560.6处理长度25.0m，桩长11.0m，间距1.4m；K2+560.6~K2+643.5处理长度82.9m，桩长9.0m，间距1.6m；K2+643.5~K2+658.5处理长度15.0m，桩长11.0m，间距1.5m；K2+658.5~K2+681.5处理长度23.0m，桩长11.5m，间距0.9m；K2+681.5~K2+696.5处理长度15.0m，桩长11.0m，间距1.5m；K2+696.5~K2+860.0处理长度163.5m，桩长9.0m，间距1.6m。
2、施工总体方案2.1施工准备1）、场地平整施工：振冲碎石桩施工前先进行场地平整，场地平整标高为根据地形图拟定的标高，施工时根据"宁填勿挖"的原则进行整平。
挖除地表坚硬物体，使振冲器能顺利下钻。
2）、布置场内运输道路、道路两边的排水盲沟、纵向排水沟、料场、准备好照明设施以便夜间施工。
3）、场地清理与掘除：在现场确定清理、掘除、拆除的范围后，按施工规范和设计要求进行清理。
a、土及草皮在较干硬的地主要用推土机、人工配合、装载机铲除，自卸车运输弃于指定弃土区。
低洼潮湿的地方主要用挖掘机清除，机械无法清除的地方则用人工挖除。
b、填方路基用地范围内的垃圾、有机物残渣及原地面以下至少200mm内的草皮、树根、农作物的根系和表土予以清除，并符合振冲碎石桩桩顶标高。
4）、测量放样及布桩:测量放线，恢复中线，放出路段边线桩，清理平整施工段地基表面，测量地面整平后的标高，做好排水系统，保证排水通道的畅通；根据图纸要求的布桩原则进行布桩，并绘制测量放线图，交与监理及项目部复核后，方进行测量放样，每个桩位均作标志，编制桩号。
5）、进行施工技术交底。
在施工的各项准备工作完成后，施工前由技术负责人根据设计要求向全体施工人员进行技术交底。
2.2材料要求挤密碎石桩所用碎石应由未风化的干净砾石或扎制碎石而成，级配采用1－2－3 自然级配，要求碎石坚硬，压碎值小于32 %，含泥量不大于5%，最大粒径8cm，大于粒径5cm要求要超过50%，最小粒径2cm。
2.3振冲碎石桩施工顺序碎石桩采用振动沉管法施工，施工顺序采用跳打形式，在砂质土地基中:由外缘或两侧向中间进行，且隔行施打，相邻两根桩必须采用跳跃间打；在淤泥质粘土地基中：宜从中间向外围逐行或隔行施打，每根桩的碎石灌注量不小于0.24m3/m，具体成桩工艺如下：1）清理整平施工场地，进行桩位放样。
轴线放样：根据业主提供的控制点及设计图纸，由专业测量人员测放出中桩，并加以妥善保护。
测放桩位：放线定位严格遵守《工程测量规范》中有关桩基施工的规定。
定位与打桩间隔不超过24 小时，施工过程中，要尤其注意防止破坏标识引起桩位不准，并随时复核，对因挤土作用引起的桩位偏差，及时调整。
2）桩机就位，合拢合瓣桩尖，将管桩向下垂直，使桩尖对准桩位标记，利用锤重及沉管自重徐徐静压1-2m 后开动振动锤振动下沉。
调整桩机搭架，使沉管与地面基本垂直，校正桩管垂直度应≤1.5%；校正桩管长度及投料口位置，使之符合设计桩长；设置二次投料口；在桩位处铺设少量碎石。
3）启动振动锤，将桩管下到设计深度，每下沉0.5m 留振30 秒。
4）稍提升桩管使桩尖打开。
5）停止振动，立即将碎石由加料口注入桩管内，灌入量按桩身理论方案量值与充盈系数计算。
做好现场施工记录，严格控制每根桩的碎石充盈系数，充盈系数一般控制在1.02。
避免先期大后期小的不良现象，以增加桩的均匀性。
6）振动拔管:管内灌入碎石高度需大于1/3 管长，方可开始拔管，应有专人负责碎石灌入量，以防超灌或少灌。
拔管前先振动1 分钟以后边振动边拔管，每提升0.5~1m 导管应反插30cm，留振10－20 秒，如此反复直至全管拔出,拔管速度为1～2m/min (平均速度)。
7）根据单桩设计碎石用量确定第一次投料的成桩长度，进行数次反插直至桩管内碎石全部拔出。