振冲碎石桩工程施工

李琦瑛

1 工程概况

陕北某煤矿位于毛乌素沙漠东南部，滩地、沙丘相间分布，沙地以固定沙、半固定沙为主。地貌单元属风积沙丘，原始地形起伏较大。

该煤矿拟建办公楼基底存在相对软弱粉质黏土层，场地地层自上而下依次为第四系全新统(Q4)风积细砂，上更新统萨拉乌苏组(Q3s)细中砂、粉细砂，中更新统离石组(Q2l)粉质黏土、粉土等，基底为白垩系下统洛河组(K11)砂岩，局部地表为回填细砂。

施工场地区域地下水主要为松散层孔隙水及基岩裂隙潜水，地下水稳定水位1.10 m～8.40 m，稳定水位标高1214.50 m～1222.82 m，为弱～中等富水含水层。地下水主要由大气降水及地表水径流补给。

依据当地工程地质、水文地质条件及施工环境，并充分考虑到建筑地基的不均匀沉降，该地基采用振冲碎石桩法处理，桩体填料为规格40 mm～150 mm的碎石，含泥量不大于5%;桩径为0.90 m，桩间距为1.80 m，正三角形布置，见图1。

图1 振冲碎石桩桩位布置图

2 工程施工准备要点

2.1 现场施工用水

由于该煤矿在井巷掘进过程中，井壁出水量比较大，而当地的水资源却相对短缺，针对此情况，我单位与甲方以及水保部门共同协商，提取部分矿井水样送当地检测部门检测，经分析，该矿井水可作为振冲碎石桩施工用水。

因此，我单位在施工现场设置了2座蓄水池，沿施工道路及厂区规划布设供水管网，配备8条φ200 mm供水管将矿井水接入使用地点，供水管与道路相交处作埋地处理，埋深大于35 cm。如此，既解决了振冲碎石桩施工用水量大的难题，又大大缓解了井下排水压力，节约了生活水资源，实现了节能减排。

2.2 现场临时用电

施工临时用电利用甲方提供的箱式变压器架设供电线路，采用TN-S配电系统，在施工区域设置总配电箱，各施工机械设备以及夜间照明分别设置独立活动电箱，配电线路则根据现场布置优化敷设，由专业电工对整个施工用电系统进行检修与维护。

2.3 场地泥浆处理

在整个施工场地内，根据现场平面布置与施工先后顺序选好临时集浆池位置，然后在施工区域内挖一条深度及宽度均为1.5 m的泥浆沟通向临时集浆池，然后在临时集浆池上架设大功率排污泵，最后将泥浆排至甲方指定的废浆污水池。

2.4 施工测量

2.4.1 场地控制网测设

根据甲方提供的基准点，采用全站仪在施工场地以导线形式布测4个～8个控制点，形成施工平面控制网，作为桩位定位的依据。施工控制点用木桩打入地下，用混凝土加固，木桩上钉小铁钉作为中心标志，小铁钉顶面施测高程。木桩顶端缠绑红布条作为标识，便于在施工阶段复核并临时加以保护。测量控制网测定并经自检合格后提请监理、甲方复验，复验合格后，方可正式使用。

2.4.2 桩位放样

桩位放样的关键是保证精度，杜绝错误。首先根据设计桩位布置图，对所有桩逐一编号并计算坐标，然后利用测定的测量控制网，采用极坐标法对桩位进行放样。

3 工程施工质量控制

为了确保地基加固效果，控制振冲器施工参数是保证挤密效果的关键。其次，水、电、填料三个因素的控制，也是影响振冲碎石桩施工质量的关键。

3.1 振冲器施工参数的控制

1)施工工艺和施工方法应严格按有关规定进行。

2)每0.5 m ～1.0 m 为一提拉段，填料后密实0.5 m，留振时间10 s～20 s。

3)桩位误差小于50 mm，垂直度不大于1.0%。

4)施工中专人记录:桩号(顺序号)、桩深、填料量，制桩起止时间及水压、电流、留振时间及异常情况等。

3.2 水的控制

水的控制包括水量和水压两个方面。水量的控制就是要求施工中水量充足，使孔内充满水，防止塌孔;水压在成孔过程中则要求根据土层软硬随时调节，原则上软土层采用低水压，硬土层采用高水压。

3.3 电的控制

电的控制则是密实电流和留振时间的控制。为保证桩体质量，首先，要求每段桩体的最终加密电流都达到规定的密实电流值，密实电流的变化反映挤密程度及效率，当电流达到一定的不变值，表明桩体的密实度接近饱和;第二，留振时间一定要达到施工控制参数的要求，不能欠振，留振时间在10 s～20 s。

3.4 填料控制

填料是振冲法施工中的一个关键环节，填料的快慢直接关系到桩的密实度和经济效益。所以填料应注意以下几点:1)造孔完毕后稍停数秒，然后进行填料，开始不宜过多，防止堵塞孔口或堵塞返水，以免影响粉砂中的泥土排出。2)填料要把握时机，控制速度。3)填料的计量，填料计量不仅仅是为成本分析提供依据，更主要是落实置换量的大小，置换量随地层地质变化而变化，地质软硬不同，置换量也就不同，据此，即可粗略计算桩体密实度的变化，以便掌握和分析碎石桩的实际情况。

4 施工中遇到的问题及应对措施

1)造孔时若遇到软土地基，采用“先护壁，后制桩”的施工方法:即在振冲开孔达到第一层软弱层时，加适量填料进行初步挤振，将填料挤到软弱层周围，以加固孔壁，再用同样的方法处理第二层、第三层等。

2)造孔时，如土层中夹有硬层时，应适当进行扩孔，即在硬层中将振冲器往复上下多次，使孔径增大以便于填料。

3)桩体密度不够时，延长留振时间，增加反插次数，增大填料量。

4)桩位偏移超标:避免该问题出现的方法就是应使振冲器对准振位，控制初始下沉速度，保持振冲器悬重状态下沉。

5 质量检验

1)桩身密实度检验:桩身密实度应满足重型动力触探锤击数N63.5＞ 10;

2)承载力检验:抽取不少于总桩数2‰的桩，在监理单位的见证下，进行了复合地基及单桩承载力平板荷载试验。单桩承载力不小于180 kPa，复合地基承载力不小于150 kPa，满足设计要求。

6 结语

不同的地理位置，其地层岩性千变万化，而基础工程又具有一定的隐蔽性。因此，控制工程质量，绝对不能简单的依靠以往施工经验，而必须结合工程实际，制定详尽适合的施工方案，积极思考，善于总结，以不断提高我们的施工水平。

[1]JGJ 79-2002，建筑地基处理技术规范[S].

[2]《工程地质手册》编委会.工程地质手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2009.

[3]梁思锋.振动冲击碎石桩处理软基的原理及应用[J].山西建筑，2011，37(17):88-89.