■芮清勛 ■上海鐵路局九景衢鐵路浙江有限公司，浙江 衢州 324000

1 工程概況

新建九景衢鐵路(浙江段)輝埠車站路基段，長度為2611．55m，其中該段路基中需要采用碎石樁進(jìn)行地基加固處理的有4處。該段路基碎石樁設(shè)計(jì)樁徑0．5m，樁長4～8．4m，總根數(shù)為5190根，共29616延米。

本次工藝試驗(yàn)樁選取具有代表性的地段DK38+003．32～DK39+954．07 路基段，樁間距 1．0m，樁長 4．0 ～7．9m，樁徑 0．5m 正三角形布置。該段地質(zhì)情況如下:⑴粉質(zhì)黏土，褐紅色，層厚約3～4m，硬塑，σ0=180KPa，(Ⅱ)。⑵泥質(zhì)粉砂巖，棕紅色，全風(fēng)化，層厚約1～5m，成砂土狀，σ0=200KPa，(Ⅲ)。⑶泥質(zhì)粉砂巖，棕紅色，強(qiáng)風(fēng)化，層厚約1～12．5m，巖質(zhì)較軟，σ0=350KPa，(Ⅳ)。⑷泥質(zhì)粉砂巖，棕紅色，弱風(fēng)化，層厚大于10m，砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，σ0=450KPa，(Ⅳ)

2 試樁目的

通過工藝性試驗(yàn)確定施工工藝、順序;確定碎石的樁長、成樁碎石量、鉆進(jìn)速度、拔管速度、單位時(shí)間成樁量、鉆機(jī)型號、混凝土泵型號、成樁時(shí)間;確定合理的機(jī)械設(shè)備、人員配置方案;復(fù)核地質(zhì)資料。

本次工藝試驗(yàn)樁數(shù)量擬定為3組每組為3根共計(jì)九根，選定試樁里程范圍為DK38+150～DK38+175，在該試樁里程范圍內(nèi)任意選取3個(gè)路基斷面試樁并對這3個(gè)路基橫斷面的碎石樁分別進(jìn)行編號并做好里程記錄，該段路基試樁的碎石樁樁長為4．0m～4．4m。

3 施工準(zhǔn)備

3．1 員配備及勞力組織

工藝試驗(yàn)成員主要負(fù)責(zé)制定工藝試驗(yàn)方案，工藝試驗(yàn)推進(jìn)，工藝試驗(yàn)成果的總結(jié)等工作。根據(jù)工程實(shí)際及時(shí)編制工藝試驗(yàn)方案和實(shí)施細(xì)則并提報(bào)。編寫好試驗(yàn)段工藝技術(shù)總結(jié)報(bào)告和自評報(bào)告，做好試驗(yàn)數(shù)據(jù)、影像資料的整理和存檔工作。根據(jù)通過驗(yàn)收的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，優(yōu)化工程施工工藝，在全線推廣應(yīng)用。針對工藝試驗(yàn)工作展開相關(guān)業(yè)務(wù)知識、設(shè)備使用等專項(xiàng)培訓(xùn)工作，提高全體參建人員的業(yè)務(wù)水平。

3．2 技術(shù)準(zhǔn)備

(1)熟悉施工圖紙、設(shè)計(jì)說明和其他設(shè)計(jì)文件。

(2)根據(jù)施工技術(shù)交底、安全交底進(jìn)行各項(xiàng)施工準(zhǔn)備。

(3)施工前應(yīng)檢查碎石質(zhì)量、樁位、碎石樁機(jī)工作性能，各種計(jì)量設(shè)備完好程度。

(4)放線前對各控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核后，按設(shè)計(jì)圖紙放線，準(zhǔn)確定出工藝性試樁的位置;測量施工平臺的高程，樁位放樣;碎石樁樁位應(yīng)采用竹片或板條進(jìn)行現(xiàn)場定位，點(diǎn)白灰定位，移動鉆機(jī)要準(zhǔn)確對孔，對孔誤差不得大于50mm，并報(bào)監(jiān)理復(fù)核。根據(jù)需要改動原設(shè)計(jì)位置的，需取得設(shè)計(jì)、監(jiān)理等的同意后，方可執(zhí)行。

3．3 材料準(zhǔn)備

樁體材料采用未風(fēng)化的干凈碎石，粒徑不宜大于50mm，一般為20～50mm含泥量不大于5%。樁體材料要求進(jìn)場需自檢合格后報(bào)監(jiān)理，經(jīng)監(jiān)理工程師同意后方可使用。

3．4 主要施工機(jī)械設(shè)備

試樁機(jī)械配置見表3-1

表3-1 主要機(jī)具、設(shè)備一覽

序號備注3電焊機(jī) BX1-300 1臺設(shè)備名稱及描述(類別、型號) 規(guī)格型號 數(shù)量 技術(shù)狀態(tài)良好4磅稱 600Kg 1臺良好5裝載機(jī) ZL10 1臺良好6汽車吊 10t 1臺良好7自卸車 20m3 1輛良好8全站儀 TC802 1臺良好9水準(zhǔn)儀 DSZ2 1臺良好

3.5 現(xiàn)場條件

已對碎石樁施工場地進(jìn)行平整，清除地上和地下的障礙物。查清該試驗(yàn)段無地下管線和架空電線等，現(xiàn)場已做好臨時(shí)截、排水設(shè)施等施工準(zhǔn)備，以及供水供電線路、機(jī)械設(shè)備放置位置、運(yùn)輸通道等工作。

4 材料和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

4．1 材料標(biāo)準(zhǔn)

材料要提前進(jìn)場，進(jìn)場前要經(jīng)過中心試驗(yàn)室檢驗(yàn)合格后上報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方能使用。

4．2 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

保證垂直度:設(shè)備就位后，必須水平，確保施工過程中不發(fā)生傾斜、移動。要注意保證機(jī)架和鉆桿的垂直度，其垂直偏差不得大于1%。在施工過程中可時(shí)常使用吊錘觀測鉆桿兩個(gè)方向的垂直度和用水平尺測量機(jī)架的調(diào)平情況，如發(fā)現(xiàn)偏差較大，及時(shí)調(diào)整。

樁位偏差:樁位偏差不得大于0．3倍的套管外徑(外徑為50cm)。

5 施工工藝

5．1 施工工藝流程

碎石樁以三角形布置，樁徑50cm，路堤坡腳邊界外，增加一排樁，施工采用振動沉管法施工。換填料選擇硬度較高的不易風(fēng)化的粒徑為20～50mm碎石，含泥量不大于5﹪;碎石樁、碎石墊層進(jìn)行軟基處理方式見圖5-1;碎石樁施工程序見圖5-2;施工工藝流程見圖5-3。

圖5-1 軟基處理示意圖

施工前做成樁試驗(yàn)，認(rèn)真記錄樁的貫入時(shí)間和深度、壓入的碎石量和電流變化，確定正式施工時(shí)采用的參數(shù)，如密實(shí)電流、留振時(shí)間、填料量等。成樁按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求抽檢其成樁效果，復(fù)核地基承載力。

5.2 施工步驟

(1)施工準(zhǔn)備

①挖溝晾曬及平整場地。沿路基前進(jìn)方向的兩邊設(shè)計(jì)排水溝位置，挖縱向臨時(shí)排水溝，將水引入當(dāng)?shù)氐呐潘到y(tǒng)，路基中的水，利用挖的橫向小溝引入縱向臨時(shí)排水溝。晾曬后，將施工場地進(jìn)行清理整平，清理包括路基用地范圍內(nèi)地面表層的種植土、樹木、灌木叢、樹根、既有房屋、道路、河溝、通訊、電力設(shè)施、上下水道、墳?zāi)辜捌渌ㄖ铩?/p>

圖5-2 碎石樁施工程序圖

②測量放樣。按照平面一般布置圖及碎石樁位坐標(biāo)進(jìn)行測量放樣，用全站儀、鋼尺定出每排樁位軸線和樁位中心，并用白灰和木樁作醒目標(biāo)記，以免損壞。

(2)樁架就位:樁架就位必須平整、穩(wěn)固，套管尖插在測設(shè)好的標(biāo)樁上并與地面保持垂直，垂直度偏差不大于1．0%。

(3)振動沉管:開動振動器，利用振動器自重和激振力將套管沉入軟土層中，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

(4)管內(nèi)灌入碎石:沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，采用人工將經(jīng)檢驗(yàn)符合要求的碎石分批灌入套管中。每次加料量一般為管內(nèi)1m堆高的填料。

(5)振動拔管:碎石填灌完成后，開動振動器，在原地留振10～20s后，即邊振動邊撥管，撥管速度控制在1．5～3．0m/min，隨振動撥管，套管尖的活瓣打開，碎石進(jìn)入樁孔，并被初步振實(shí)。

(6)振動沉管、擠密碎石:套管內(nèi)碎石放完后，利用振動器自重和激振力將套管擠壓入已填入樁孔的碎石中，將碎石擠入周圍土體并振擠密實(shí)。

(7)成樁:重復(fù)以上步驟，直至樁孔內(nèi)填滿碎石，撥出套管，樁架移位，進(jìn)行下一根樁的施工。注意單樁的碎石灌入量不小于0．245m3/min，加固碎石樁密實(shí)的方式多采用邊拔管邊振動，留振和反插相結(jié)合的方法。地面下1-2米由于側(cè)向約束薄弱，不利于成樁，施工至此深度時(shí)采取投料法，再通過振擠以提高粒料的密實(shí)度。成樁后，及時(shí)按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行試驗(yàn)檢測。

(8)施工注意事項(xiàng)

①振動頭工作頻率:一般按24．5Hz控制;穩(wěn)定電壓一般為380V±20V;振孔器密實(shí)電流一般按80A左右(根據(jù)現(xiàn)場制樁試驗(yàn)定)，嚴(yán)禁在超過密實(shí)電流的情況下作業(yè);②激振力按100KN、125KN、150KN;倒入碎石高度 1．0 米、1．25 米、1．5 米;振孔器留振時(shí)間 10s、15s、20s;拔管速度 1．5m/min、1．75m/min、3．0m/min 分三組每組三根來控制，并在試樁過程中記錄相關(guān)數(shù)據(jù)以便確定試樁各參數(shù)。③加固碎石樁密實(shí)的方式，多采用邊拔管邊振動、留振和反插相結(jié)合的方法。地面下1～2米由于側(cè)向約束薄弱，不利于成樁，施工至此深度時(shí)應(yīng)采取超載投料法，再通過振擠以提高粒料的密實(shí)度。當(dāng)檢驗(yàn)碎石樁發(fā)現(xiàn)有上下不連續(xù)，單位深度粒料不足，平面位置和垂直度不符合要求以及有斷樁、縮頸、沉樁等質(zhì)量問題時(shí)，應(yīng)采取補(bǔ)救措施，必要時(shí)就近復(fù)打，以保證地基處理質(zhì)量。

(9)加固效果檢驗(yàn):碎石樁施工完畢后，最終應(yīng)進(jìn)行復(fù)合地基加固效果的檢查，檢查內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)灌入、動力觸探、靜力觸探和載荷試驗(yàn)，檢測的數(shù)量為三組每組3根共計(jì)9根;單樁承載力檢驗(yàn)采用平板載荷試驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量為三組每組3根共計(jì)9根。

圖5-3 碎石樁施工工藝流程圖

施工過程中詳細(xì)記錄樁的貫入時(shí)間和深度、壓入的碎石量和電流變化。

6 質(zhì)量檢測方法及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

6．1 質(zhì)量檢測方法

(1)碎石樁施工完畢后對碎石樁單樁承載力和碎石樁復(fù)合地基進(jìn)行檢驗(yàn)，包括對樁身質(zhì)量的動力觸探試驗(yàn)和對承載力的靜荷載試驗(yàn)檢測。

(2)檢測數(shù)量一般遵守以下原則:選擇試驗(yàn)點(diǎn)時(shí)應(yīng)本著隨機(jī)分布的原則進(jìn)行選擇(試樁的三根應(yīng)全檢)。

(3)質(zhì)量檢測:檢查施工紀(jì)錄，重點(diǎn)檢查沉管貫入深度、填料的連續(xù)性、單樁每延米樁體的碎石用量。動力觸探試驗(yàn)檢測樁的數(shù)量為三組每組3根共計(jì)9根，用重II型動力觸探測試，灌入量10cm時(shí)，擊數(shù)不小于5次。對于樁檢不合格的樁，應(yīng)重新進(jìn)行試樁，選取適宜的工藝參數(shù)，直到樁基檢測合格方可進(jìn)行大面積的碎石樁施工。

6．2 質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

碎石樁施工允許誤差應(yīng)符合下表規(guī)定

序號 項(xiàng)目 單位 允許偏差 檢驗(yàn)方法1 樁距 cm ±10尺量2 樁徑 mm 不小于設(shè)計(jì) 尺量3 樁長 cm 不小于設(shè)計(jì) 查看現(xiàn)場記錄4 垂直度 % 1．5經(jīng)緯儀或吊線測樁架傾斜度5 灌碎石量 m3不小于設(shè)計(jì) 查看現(xiàn)場記錄

7 安全、質(zhì)量保證措施

7．1 質(zhì)量保證措施

7．1.1 質(zhì)量管理

(1)制定科學(xué)的組織管理制度，努力提高管理水平，實(shí)行機(jī)長負(fù)責(zé)制，對質(zhì)量實(shí)行一票否決制。

(2)由質(zhì)管組定期、不定期地對工程質(zhì)量進(jìn)行檢查，以確保工程質(zhì)量。

(3)開工前對全體人員進(jìn)行技術(shù)交底，負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)文件，體會設(shè)計(jì)意圖，確保施工中實(shí)施。

(4)定期進(jìn)行質(zhì)量評比工作，對質(zhì)量優(yōu)良的機(jī)組實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)，對質(zhì)量較差的作出批評、警告、罰款、清場等處罰措施，對不能勝任的機(jī)組人員將清除出場，并對所發(fā)生的質(zhì)量事故進(jìn)行總結(jié)，實(shí)行“三不放過”，以防再次發(fā)生類似事故。

7．1.2 施工控制

(1)嚴(yán)格控制成樁孔深，下料均勻，不宜過多，原則上要“少吃多餐”，勤加料;

(2)成孔后要及時(shí)下料，避免縮孔;若有較長停留時(shí)間須重新成樁擴(kuò)孔后下料;

(3)控制下鉆深度、樁頂、底高程;

(4)當(dāng)成樁過程中因故停工或發(fā)生意外影響樁身質(zhì)量時(shí)，該樁廢棄，另選一相鄰樁作為試驗(yàn)樁;

(5)隨時(shí)檢查加固料用量、樁長等是否符合試驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)。

(6)加固料計(jì)量:一般計(jì)量采用電子稱重法與鉆機(jī)深度相結(jié)合的計(jì)量裝置，它能在記錄上反應(yīng)深度、相對應(yīng)每延米的碎石量及總量。

7．2 安全保證措施

7．2.1 安全生產(chǎn)管理

(1)建立并完善以分部經(jīng)理為首的安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，開展安全生產(chǎn)管理活動。

(2)建立各級人員安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各自的人員安全責(zé)任，落實(shí)安全責(zé)任，實(shí)施責(zé)任與目標(biāo)管理，對安全生產(chǎn)責(zé)任落實(shí)情況進(jìn)行定期檢查。

(3)建立安全臺賬，做好施工中安全臺賬的記錄工作。

7．2.2 安全生技術(shù)措施

(1)組裝和拆遷機(jī)具、登高作業(yè)必須戴好安全帽，系上安全帶，并有統(tǒng)一指揮，進(jìn)入施工場地嚴(yán)禁穿拖鞋。(2)施工現(xiàn)場應(yīng)配備有齊全的各類電器保護(hù)裝置，并能有效地防雨、防水，所有電機(jī)應(yīng)處接地狀態(tài)。雨雪天加強(qiáng)電器安全檢查工作，確保電器防水。(3)施工操作中嚴(yán)格注意電壓、電流等儀表，電流控制在100A以內(nèi)，不得長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行。(4)機(jī)具移車、專向要有專人指揮，專人負(fù)責(zé)移動電纜及管線安全，嚴(yán)防碰撞、擠壓磨傷電器。(5)現(xiàn)場操作人員應(yīng)戴好防塵保護(hù)品，以免灰塵粘附皮膚或吸入肺內(nèi)。所有操作動作要統(tǒng)一訊號，統(tǒng)一指揮，操作要相互協(xié)調(diào)。

8 結(jié)束語

通過精心準(zhǔn)備、組織及調(diào)度，成功的確定了碎石樁基采用的激振力大小、倒入碎石的高度、振孔器留振時(shí)間、拔管速度、振孔器電流大小、振動頭工作頻率，證明施工組織合理，方案可行，為大面積實(shí)施提供可靠地依據(jù)。

［1］《鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程》TB10106-2010．

［2］《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》TB10414-2003．