吹填場地振沖碎石樁強夯地基施工工法

1、吹填場地振沖碎石樁強夯地基施工工法工法編號：RJGF（閩）-35-20101 前言 我國沿海海岸線長，港口眾多，多數(shù)碼頭場區(qū)是圍海吹填形成的。由于圍海吹填的場地中普遍存在厚度大的軟弱土層，這種土層具有密實性差、承載力低、液化深度大、液化等級高等弱點，建造建(構(gòu))筑物時，地基處理工程量大，處理方法的正確與否對工程的質(zhì)量、工期、造價影響很大。 為了提高地基的承載力，減小沉降量，同時消除液化，我司在福建泰山石化倉儲有限公司一期、二期、三期油罐基礎(chǔ)施工中，針對大面積吹填場地的特點，先采用振沖碎石樁加固地基，間隔一段時間后，采用重錘進行強夯處理。采用這一技術(shù)形成的復合地基，其承載力顯著提高，沉降量大幅度

2、降低，消除了砂土的液化，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。通過總結(jié)施工經(jīng)驗，形成了吹填場地振沖碎石樁強夯地基施工工法，該工法綜合了碎石樁與強夯法加固大范圍軟弱地基的優(yōu)點，具有施工設(shè)備簡單，取材容易，施工進度快，造價低，質(zhì)量可靠的特點，同時該工法僅改變地基土的物理特性，對地基土及周圍環(huán)境不產(chǎn)生任何化學污染，是一種經(jīng)濟高效、節(jié)能環(huán)保的加固大面積吹填場地松軟土地基的技術(shù)。2 工法特點2.0.1 振沖碎石樁強夯法加固地基，是利用振沖錘通過振動方式，在軟弱地基中成孔后，將碎石壓入孔中，形成大直徑的由碎石構(gòu)成的密實樁體，與原地基構(gòu)成碎石樁復合地基。復合地基形成一段時間，利用重錘進行強夯處理，進一步提高復合地

3、基承載力，減小沉降量，消除液化。2.0.2 施工設(shè)備簡單，取材容易，施工進度快，造價低，質(zhì)量可靠，加固效果好。 僅改變土體物理特性，對地基土及周圍環(huán)境不產(chǎn)生任何化學污染。2.0.4 吹填場地土質(zhì)松軟，施工碎石樁時要采取“間隔跳打”的方法減少對地基土的擾動影響；由于大面積振沖擠密作用，當局部樁位成孔困難時，可先引孔，后制樁。復合地基形成一段時間，孔隙水壓力部分消散后，再進行重錘強夯。3 適用范圍吹填場地振沖碎石樁強夯地基施工工法適用于港口碼頭、圍海造地等大面積吹填場地上對承載力、沉降變形、抗震穩(wěn)定性要求較高的建筑物、構(gòu)筑物的地基處理工程。4 工藝原理 振沖碎石樁是利用一種能產(chǎn)生水平向振動的管狀機

4、械設(shè)備在高壓水流下邊振邊沖，在松散砂土地基中成孔，再在孔內(nèi)分批填入碎石或卵石等材料制成的樁體，樁體和原土層構(gòu)成復合地基。振沖碎石樁既有置換作用又有擠密作用，以提高地基承載力，并降低壓縮性。同時復合地基中的碎石樁體由粗粒材料組成，能形成良好的豎向排水通道，可加速孔隙水壓力的消散，起到加速排水固結(jié)作用，以減少地震液化的可能性。 復合地基強夯處理主要基于動力密實和動力置換的機理，即用沖擊型動力荷載，使樁間土及上部碎石樁的孔隙減小，密實性進一步提高，孔隙水加速排出，以進一步提高復合地基的承載力并消除砂土液化，同時將部分碎石擠入樁間土體中，起到換土墊層的作用，在復合地基上部形成了承載力高、壓縮性低的硬殼

5、層，能大幅度減小復合地基的沉降量。5 施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程吹填場地振沖碎石樁強夯地基施工工藝流程見圖，施工過程示意見圖5.1.2。施工準備試成樁測量放線振沖器對中檢查水壓、電壓、空載電流下沉成孔清孔填料提升循環(huán)到頂成樁移機施工下一樁位技術(shù)間歇場地測量及平整試夯第一遍點夯場地平整技術(shù)間歇第二遍點夯場地平整低能量滿夯。圖 施工工藝流程圖 施工過程示意圖a 定位；b 振沖下沉；c 振沖至設(shè)計標高并下料；d 邊下料振沖、邊上提；e 成樁；f 強夯5.2 操作要點 施工準備1 施工資料準備1）開工前應(yīng)首先對現(xiàn)場進行踏勘調(diào)查，清除各類地上、地下障礙物。2）熟悉圖紙等技術(shù)資料，編制詳細

6、的施工方案，進行技術(shù)安全交底。3）施工前要求場地平整，符合施工要求。4）施工機械、現(xiàn)場人員及材料齊備，具備開工條件；振沖器應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、承載力要求進行選擇。5）在施工現(xiàn)場附近設(shè)置平面及高程控制樁，樁附近應(yīng)設(shè)置明顯的標志，加以保護，并設(shè)專人對其定期進行復核檢查。6）場地平整后，在開工前，對場地標高進行復測。7）設(shè)置安全警戒線，防止閑雜人員進入施工現(xiàn)場。2 施工順序1）一般采用“由里向外”或“一邊向另一邊”的順序進行；因為“由外向里”的施工，是外圍的樁都加固好以后，再施工里面的樁，這樣就會使得里面的樁很難擠振開來。2）當加固區(qū)附近有其他建筑時，必須先從臨近建筑物一邊的樁開始施工，然后逐步向外推移

7、。3）吹填場地中普遍存在強度較低的軟土地基，施工時要考慮減少對地基土的擾動影響，可采用“間隔跳打”的方法。 試成樁碎石樁施工前，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行成樁試驗，取得各種技術(shù)參數(shù)，以確保大面積施工質(zhì)量，成樁試驗要求達到以下目的： 1）根據(jù)不同的地質(zhì)情況現(xiàn)場確定樁體的有效長度。2）掌握滿足設(shè)計要求的各種技術(shù)參數(shù)，如振動頻率、留振時間、反插深度、樁管提升高度和進度、電機的工作電流及完成全過程的施工時間等。3）掌握振動沉管的阻力情況，選擇合理的技術(shù)措施，確保擠密的均勻性和樁身的連續(xù)性。4）檢驗室內(nèi)試驗所確定的碎石灌入量是否能達到設(shè)計要求。5）檢測樁身的質(zhì)量是否能達到設(shè)計要求，滿足要求后方可大面積施工。

8、 成孔及制樁1）開始時應(yīng)注意先開水管，在出水孔出水以后啟動機器2-3s，然后運轉(zhuǎn)機器，以免直接運轉(zhuǎn)燒毀電機。2）振沖器對準樁位，吊車垂直吊起振沖器，使噴水口對準樁孔位置，偏差小于50mm。開啟振沖器及離心泵電源， 檢查水壓（0.60.8MPa，水量200300lmin）、檢查電壓和振沖器的空載電流是否正常，并記錄空載電流。3）啟動吊車, 使振沖器以12m/min的速度沉入地層中，并觀察振沖器電流變化，電流最大值不得超過150A,如超過時，則必須暫停下沉或向上提升振沖器，待電流下降后再緩慢繼續(xù)下沉。4）吹填場地中普遍存在硬砂層，遇硬砂層孔口不返水時，應(yīng)向上提升振沖器，待孔口返水后繼續(xù)下沉，如此反

9、復，可貫穿硬層。貫穿硬夾層時，應(yīng)適當擴孔，每深入1m應(yīng)停留擴孔510s，達到設(shè)計孔深后，振沖器再往返12次，以便進一步擴孔。5）當振沖器下沉到設(shè)計孔深以下0.3m后開始清孔，先留振5-15s，全孔上下往返1-2次清孔，成孔后一般需要12min清孔，適當擴孔并降低孔內(nèi)泥漿濃度，便于填料時碎石下降到孔底，做好成孔時間、電流等記錄。6）吹填場地面積較大，由于大面積振沖擠密作用，局部樁位成孔困難，當采用135kw振沖器仍無法成孔的，可采用直徑300mm的螺紋鉆孔進行引孔施工。7）連續(xù)填料、振密：用機動翻斗車將2040mm碎石運至樁孔處，成孔后將振沖器提升1m左右，由孔口投料，制樁電流5060A，當密實

10、電流達到120A時，留振5-15s，然后再向上提升0.5-1.0m，待填料下降后, 再下放振沖器，保證密實電流達到120A，密實段在0.3-0.5m以下。如此循環(huán)施工，直到設(shè)計樁頂標高后上部虛填07m左右的石料，并用振沖器下壓，保證樁頭強度。填料過程中，要記錄起止時間及填料量。8）關(guān)機移位，在布樁圖上做好記錄，施工下一個樁。5.2.4 重錘強夯1 試夯及參數(shù)確定 強夯施工參數(shù)是依據(jù)工程場地的地質(zhì)條件通過試夯確定的，根據(jù)已施工的碎石樁復合地基的特點，并通過試夯后可確定以下主要施工參數(shù)：碎石樁施工完畢三周后進行強夯處理；錘重1025T；落距1015m；采用兩遍點夯，一遍滿夯，每遍夯擊間隔時間一周。

11、2 施工要點1）清理平整場地、鋪設(shè)墊層：利用推土機平整場地之后，鋪設(shè)0.5m厚的碎石墊層，以利于夯擊時場地的排水及方便機械通行，并使夯擊能擴散。2）測量放樣：采用水準儀和經(jīng)緯儀按施工圖要求確定強夯區(qū)域及點位布置，并在強夯范圍外設(shè)置坐標控制網(wǎng)點基樁，同時在其周圍合理布置水準點作為控制高程、沉降的依據(jù)，在第一遍夯點位置處打入短木樁作標志。3）起重機就位，夯錘置于夯點位置。4）測量夯前錘頂高程。5）將夯錘起吊到預定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由落下后，放下吊鉤，測量錘頂高程。6）重復25步驟，按設(shè)計規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標準，完成第一遍全部夯點的夯擊。7）間隔一周時間后，按16步驟完成第二遍點夯。

12、8）第二遍點夯完成后，對場地進行回填整平。9）最后采用1000KN.m的沖擊能進行低能量的滿夯。 常見問題及處理方法在大面積吹填場地中進行振沖碎石樁施工時，常出現(xiàn)抱管、抱鉆、樁位偏離、下料困難等問題，可按以下方法進行處理：1 抱管在成孔過程中，由于水壓太小或孔口淤積的泥沙太高，泥漿無法及時排除，泥沙沉積于孔內(nèi)抱死導管，出現(xiàn)導管提不上來、放不下去的情況。出現(xiàn)這種問題時要注意不能關(guān)閉水管，否則孔內(nèi)的泥沙會由于水壓的作用而堵住出水孔，甚至燒毀電機。要把水壓降到最低，振沖器不要關(guān)，慢慢上下提動直到抱住導管的泥沙松動后就可以提上來了。2 抱鉆和抱管一樣，只不過泥沙淤住的是振沖器而不是導管。抱鉆和抱管最大

13、的區(qū)別在于電流的變化。抱鉆時電流不斷的變化，而且是不斷升高，當電流達到220A時就應(yīng)該關(guān)閉振沖器，以免因為電流長時間過高而燒毀電機。抱管時電流變化不大，一般在空振電流左右，不關(guān)閉振沖也不會對機器產(chǎn)生損壞。抱鉆時除了在電流太大時必須關(guān)閉機器以外，其余的處理方法與抱管時的處理方法是一樣的。3 樁位偏離在大面積吹填場地中常存在軟硬不均的土層，進行振沖碎石樁施工時，振沖器會偏向較軟的一邊，出現(xiàn)這種情況時，在進行下一根樁施工時，樁位要往相反方向偏移相應(yīng)的距離，這樣就可以降低成孔后的偏移程度。同時在下放振沖器過程中還得注意控制下放速度，一般控制在m/min，且要始終保持振沖器的垂直。4 下料困難在難以下料

14、時，可以在孔口堆積適當?shù)牧?，然后多次上下提拉，孔口的泥沙就會被帶下達到擴大孔口，下料順利的目的。5.3 勞動力組織勞動組織根據(jù)工程量、施工進度要求等情況而定，以每臺機械為例，振沖碎石樁配備人員如下：孔口指揮工2人，振沖器操作工2人，測量員1人，裝載司機1人，填料工2人，普工3人；強夯配備人員如下：起重工2人，強夯操作工2人，普工2人。6 材料與設(shè)備6.1 主要材料 所用碎石應(yīng)由未風化的干凈礫石或塊石軋制而成，級配采用24自然級配，含泥量不大于5%，且最大粒徑不大于4cm。6.2 施工設(shè)備及儀器 主要機具設(shè)備見表 表 機具設(shè)備表 機具名稱主要用途規(guī)格數(shù)量汽車起重機吊振沖器25t3臺振沖器成孔、制

15、樁ZCQ-75、 ZCQ-135各3臺裝載機運碎石ZL503臺離心式水泵壓力水2DA-84臺泥漿泵抽漿3PNL6臺潛水泵抽水8JQ6臺污水泵抽水70NWL4臺氧割設(shè)備振沖器維修3套電焊機振沖器維修6臺強夯機吊夯錘25t50t3套夯錘強夯21t，直徑2.52m3個 施工測量儀器1 全站儀：測放施工主要控制點和平面控制網(wǎng)。2 經(jīng)緯儀、鋼卷尺：根據(jù)主控制點測放細部控制點，主要用來測放樁位。3 水準儀、塔尺：布設(shè)高程控制點，測量樁頂標高和場地標高。7 質(zhì)量控制7.1 質(zhì)量控制標準7.1.1 施工時，工程質(zhì)量控制及驗收應(yīng)嚴格按照建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79-2002、建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范G

16、B50202-2002、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002、相關(guān)地方、行業(yè)標準執(zhí)行。7.1.2 碎石樁施工質(zhì)量執(zhí)行建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50202-2002，允許偏差按表7.1.2。表7.1.2 碎石樁施工允許偏差項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率1樁距（）±150抽查2%2樁徑（）不小于設(shè)計值抽查2%3樁長（）不小于設(shè)計值檢查施工記錄4 豎直度（%）小于1.5檢查施工記錄5灌石量不小于設(shè)計值檢查施工記錄7.1.3 強夯施工質(zhì)量執(zhí)行建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50202-2002，允許偏差按表7.2.2。表7.1.3 強夯施工允許偏差 項次檢查

17、項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率1夯錘落居（）±300鋼索設(shè)標志2錘重（）±100稱重3夯擊遍數(shù)及順序設(shè)計值要求計數(shù)法4 夯點間距（）±500鋼尺量測7.2 質(zhì)量保證措施7.3.1 現(xiàn)場的控制樁要樹立明顯的標志加以保護，并定期進行復核檢查。7.3.2 施工原始記錄必須如實填寫，并按時整理，提供有關(guān)規(guī)定的資料。7.3.3 建立質(zhì)量目標管理責任制，健全崗位目標責任制，全過程實行三級檢驗制度。7.3.4 施工注意事項1 碎石樁填料振沖過程要注意控制三要素：密實電流、留振時間、加密段長度。密實電流一般需要控制在120A左右，有自動報警系統(tǒng)的在聽到鈴響后就可以提升；加密段

18、長度一般控制在3050cm，如果控制不好就會造成漏振；留振時間一般大于30s，在這段時間內(nèi)一定要注意電流必須保持在密實電流以上。2 碎石樁施工過程除了控制好三要素外，水壓也很重要。成樁時，尤其達到孔口位置時要減小水壓，否則不僅會浪費材料，還會影響樁的質(zhì)量。3 強夯夯點布置及夯距：夯擊點可按方形或梅花形布置。第一遍的夯點間距要大，使得深層土得到加固，然后中間補插夯點。夯點間距通常是610m，重大工程的夯距由試夯確定。4 夯擊時應(yīng)按試驗和設(shè)計確定的強夯參數(shù)進行，落錘應(yīng)保持平穩(wěn)，夯位應(yīng)準確，夯擊坑內(nèi)積水應(yīng)及時排除。若錯位或坑底傾斜過大，宜用砂土將坑底整平；坑底含水量過大時，可鋪砂石后再進行夯擊。在每

19、一遍夯擊之后，要用碎石將夯擊坑填平，再進行下一遍夯擊。5 強夯施工的夯擊次數(shù)，應(yīng)滿足以下條件：A、最后兩擊的平均夯沉量不宜大于50mm；B、夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起；C、不應(yīng)使夯坑過深而發(fā)生提錘困難。6 強夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計處理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。7.3.5 防震動擠土措施1 設(shè)置應(yīng)力釋放孔、開挖隔振溝，孔內(nèi)、溝內(nèi)可回填鋸末木屑等異性介質(zhì)。2 在靠近被防護對象的地帶，可采取降低強夯能級或分層強夯的措施，還可以改變施工參數(shù)，用小面積夯錘、小夯擊能的施工方法。8 安全措施8.0.1 進入現(xiàn)場施工人員必須佩戴安全帽、非施工人員嚴禁進

20、入施工現(xiàn)場。8.0.2 施工人員必須集中統(tǒng)一指揮，信號明確；吊車司機、裝載機司機應(yīng)按信號操作，起吊后任何人不得由吊臂桿下方通過。8.0.3 施工人員必須明確分工、各負其責，各崗位人員必須嚴格執(zhí)行本工程的有關(guān)安全操作規(guī)程及振沖作業(yè)的安全規(guī)定，關(guān)鍵崗位持證上崗。8.0.4 吊車要按性能要求使用，不得超負荷，工作一定時間后應(yīng)進行保養(yǎng)。8.0.5 施工現(xiàn)場的臨時用電嚴格按照施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定；電纜線路采用“三相五線”制，電氣線路及電氣設(shè)備必須絕緣良好；場內(nèi)架設(shè)的電力線路懸掛高度和線間距應(yīng)符合規(guī)范要求。8.0.6 氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放，嚴格保證氧氣瓶不沾染油脂，乙炔發(fā)生器有防止回火

21、的安全裝置。8.0.7 施工工具要勤檢查，注意各連接件的松緊度，嚴防脫落傷人。8.0.8 六級以上大風天氣、大霧及夜間照明不良情況下，嚴禁作業(yè)。8.0.9 嚴禁酒后操作機械及酒后上崗工作。9 環(huán)保措施9.0.1 將施工場地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許范圍內(nèi)，合理布置，規(guī)范圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔齊明。9.0.2 設(shè)立專用排漿溝、集漿坑，對廢漿、污水進行集中，認真做好無害化處理，從根本上防止施工廢漿亂流。9.0.3 成立對應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機構(gòu)，在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府頒布的有關(guān)環(huán)境保護的法律、法規(guī)和規(guī)章，加強對施工燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和處理，遵守有關(guān)防火及廢棄物處理的規(guī)章制度。9.0.4 合理安排施工作業(yè)的時間，減少夜間施工對周圍居民的干擾。9.0.5 對工地施工人員經(jīng)常開展遵紀守法、文明施工