浅谈沉管碎石桩在滨海软基处理中的应用

摘要：本文以星河湾市政配套工程道路为例，从沉管碎石桩施工角度对碎石桩在滨海软基的应用进行了分析。根据路基软土成分相变较大的前提，对于沉管碎石桩的施工、质量控制进行了总结。

关键词：滨海软基，沉管碎石桩，质量控制

中图分类号： O213 文献标识码： A

一、引言

滨海道路软土路基具有天然含水量高、空隙比小、压缩性高、排水性差、抗剪强度低、渗水系数小、粘度系数低，局部相变较大的特点。为提高软土强度，防止道路开裂、滑移、不均匀沉降等病害，必须采用适当的方法对其进行加固处理。

碎石桩在处理粉质土、砂性土应用的案例较多，多用于建筑、油库基础的加固。在滨海道路路基处理中的应用较少，本文以碎石桩处理软土成分变化较大的淤泥质粉质粘土、淤泥质中粗砂为例，浅谈在施工中的应用。

二、工程案例

道路路基为虾池回填地，土层大致可分为三层，第一层地表下1～2m为杂填土层，主要为建筑垃圾；第二层杂填土层下3～5m为淤泥质粉质粘土部分夹杂淤泥质中粗砂，第三层为粗砂层，位于淤泥质软土层以下。

青岛市城阳区星河湾市政配套工程道路修建时，道路两侧建筑桩基已经基本完成。原地表地基承载力为fak=60kPa，未经处理地基经过计算工后沉降为35cm，工后沉降不满足规范要求且地基承载力不足。为了提高路基承载力减少工后沉降，采用沉管碎石桩对该路基进行处理。

1、该工程加固处理措施分析

根据地质勘察报告，杂填土成分较为复杂，以建筑垃圾为主，承载力较低，地下水位埋深约为1.0m～1.5m，各土层主要参数如下：

综合考虑后采用碎石桩加固地基，在碎石桩顶层设置2层30cm碎石垫层、一层土工格栅，以满足地基承载力及沉降要求。碎石桩平面布置图如下：

图 2 碎石桩布孔方案

2、主要施工方法

（1）正式施工前，必须做成桩试验，通过试桩得出参数：每根桩成桩时间需15min～20min，碎石投入量按下式计算：

S=Ap・L・K

其中，S为填碎石量，Ap碎石桩的截面积，L为碎石桩的桩长，K为碎石桩的充盈系数，K≥1.15。

（2）机械设备采用DZ40-60系列走管式振动沉桩机，移动桩机就位，保证垂直度要求，施工时电动沉管机在人工的配合下找准桩位，人工闭合活瓣式桩尖后开始沉桩，将桩管振动下沉入土层直至达到设计深度。

（3）在桩管达到设计深度后，人工配合装载机上料，向桩管内加入规定数量的碎石料，防止“断桩”和“缩颈”的发生。起拔振动。为使挤出桩管下端的碎石更加密实，边振边拔，拔管速度要均匀，并控制在1.0m/min～1.5m/min内。

（4）施工人员要随时用测锤测碎石的下料情况，根据测得的下料情况，如果灌碎石量不满足设计时要求进行反插，直至桩内碎石密实，反插深度要小于桩管长度的1/2，反插和拔管速度要均匀，反插浓度由深到浅，每根桩在保证桩长和碎石灌入量的前提下，总反插次数一般不得少于6次。

（5）桩管上下运动，碎石桩不断提高，提升桩尖于地面停止振动，完成此桩。移机进行下一根碎石桩的施工。施工后，应将基底标高下的松散层挖除或夯填密实，随后铺设并压实碎石垫层。

3、存在问题及解决方案

碎石桩试桩过程中出现了断桩的情况，通过动力触探数据分析断桩位置位于淤泥质软土层，虽然淤泥质软土十字板剪切强度大于30kpa，具有一定的侧限，但是施工中机械振动容易造成淤泥质软土局部液化，侧限降低，再加之向上提管过程中抽真空现象，导致淤泥质软土层下料困难的情况，从而导致断桩。

经过现场开挖分析，并通过施工中不断总结，最终通过沉管顶部密封空气加压，拔管速度降低至2m/min、增加留振时间至40s（每0.5m）等措施终于解决了断桩的问题。

4、质量要求

施工后，应间隔一定时间方可进行质量检验。对粉质粘土地基不宜少于21d，对粉土地基不宜少于14d，对砂土和杂填土地基不宜少于7d。粒料桩密实度检测频率为总桩数的5%。用重Ⅱ型动力触探检测，灌入量10cm时击数不小于5击。用于单桩荷载试验桩的数量不低于总桩数的0.3%，用于复合地基荷载试验桩的数量不低于总桩数的0.3%。

由于工期原因，碎石桩施工基本未达到7天就开始动力触探检测，得到的结果不能完全满足设计要求，待21天后检测结果基本全部满足设计要求。单桩承载力能够满足设计要求（不小于100kN）及复合地基承载力满足设计要求（不小于130kPa）。

三、结束语

本工程实践表明，碎石桩处理淤泥质粘土含量较高的软土时，碎石的连续下料是关键，一定要严格控制施工振动频率、留振时间、拔管速度。当淤泥质软土中粘性土成分含量较大时（大于30%），应通过沉管顶部密封加压或沉管底增加预制混凝土桩靴的形式保证碎石的连续下料，从而保证工程质量。

参考文献：

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