干冲碎石桩法在地基处理中的应用

作为地基处理中的一项重要方法，干冲碎石桩法在近期得到了长足的发展和进步。该项课题的研究，将会更好地提升干冲碎石桩法应用的实践水平，从而有效优化地基处理的整体效果。本文从介绍地基处理的重要性着手本课题的研究。

一、地基处理的重要性

地基基础施工主要是为了让地基基础起到一个支持的作用，从而使得建筑物更加的稳定，在遇到各种灾害问题时，不会出现太大的结构问题。为了满足这些情况，我们首先要做的就是建筑地基基础的施工建设，而且根据不同的情况，进行不同的地基处理，而且如果我们在进行地基施工的时候，地基基础不满足建筑物的要求，那么我们就要对其基桩进行深埋已达到地基的稳定性，从而保证建筑物的质量。

地基处理一般是指用于改善支承建筑物的地基（土或岩石）的承载能力或抗渗能力所采取的工程技术措施。当前，我们建设的楼房等建筑物基本都是采用钢筋混凝土构建建筑物的整体框架，但是钢筋混凝土自身重量太大，而建筑物在使用时也会有各种人体和物体的重力，这些重力一般都通过建筑物本身的承重墙进行传载，而最终负荷这些重力的就是该建筑物的地基。而地基承受这些重力在时间上具有长久性，因此就必须要保证地基施工质量过关，使建筑物在长年承载压力中不会发生过度的下沉和偏移。如果地基没做打好，建筑物不仅会受到沉降、偏移等问题，严重者甚至发生开裂和坍塌，形成重大的安全事故问题。因此，在建筑物建设过程中，要充分重视地基施工，确保施工过程规范，施工技术过关。地基施工对建筑工程整体的施工具有重要意义，要引起高度关注。 

二、干冲碎石法加固机理及特点 

1、加固机理 

首先使用取土机械取土成孔，填入不同级配的砂卵石，利用夯锤自由落下的巨大冲击能和所产生的冲击波反复夯击砂卵石，并使部分砂卵石挤入土层中，由于重锤冲打挤密，不但在桩位处形成大直径高密度的砂卵石桩体，而且部分砂卵石挤入置换土层，提高了桩间土的承载力；同时砂卵石桩体作为复合地基中孔隙水的消散通道，消除砂土液化；在巨大夯击能作用下，土体中产生冲击波和动应力，致使土体出现裂隙，形成排水通道，加速土体的排水固结；而且由桩体及桩间土形成的复合地基还起垫层作用，将荷载扩散，使应力分布趋于均匀，显著提高地基均匀性和稳定性，减少沉降量，提高承载力。 

2、干冲碎石桩特点

须取土、成孔及填料；挤密、置换、排水、垫层和加筋作用；处理后的复合地基承载力显著提高，且其地基均匀性大大改善；不受场地限制，噪音小，无排污，对环境影响小；工期短，成本低。

三、碎石桩的施工工艺

1、桩径

根据当地的地基土质情况和成桩设备，碎石桩的桩径取800mm。

2、桩体材料

通常桩体材料选择碎石、卵石、角砾、圆砾等硬质材料，材料的含泥量应该小于5%，其最大粒径不应超过50mm；碎石桩桩孔内的填料必须通过现场试验来确定。

3、开孔

本次采用了底部振冲法，利用桩管和振冲器的自重辅以振冲沉管开孔至设计标高，再反提桩管，碎石材料自料管顶部加入，由管底出料成桩。开孔时，除了注意桩位和垂直度，还需要确保出料口通畅。拉高桩管冲孔会产生堵管，特别是软土夹层及其下卧层土质较硬，更容易产生难以清除的管塞，造成出料困难，严重影响施工效率。采用跟料成孔，匀速沉管，桩管在软土内和硬质土层的贯入速率明显不同，要注意间歇性小幅度反拉，能有效防止嵌管和管塞；沉管成孔时，水冲一定程度上可以缓解塞管，但会造成泥浆反涌，恶化施工环境，泥浆也容易渗入桩体，影响碎石桩的质量，因此未进行料管内通水冲孔。

4、桩径控制

使用的碎石桩料管外径约50cm，底端在耦合振冲装置后可达80cm（等代直径），理论上，沉管时可以达到80cm的桩孔，但在这种超软土内，特别是土体剧烈扰动以后，反提桩管时，侧边淤泥会挤入桩孔，实际出料量低于理论计算的方量，因此要形成1.2m直径碎石桩，还需以留振和反插措施扩充碎石来实现，成桩直径是按单位深度的碎石填充量来反算的。碎石桩径的均匀连续性是质控要点。淤泥呈流塑状态，侧限很小，易受扰动难以挤密，碎石桩质量不好保证，这也是多年来以碎石桩处理这种软土地基尚无成熟工艺，需要慎重把握的原因。目前，还没有一种有效的仪器实时监测成桩的连续性，桩体外观特征难以直接观察，如何避免碎石桩缩颈、断桩，或者扭曲膨胀等现象，还得依靠地面记录即时把控和桩台施工员的熟练操作来掌握。初步经验是：成桩时匀速上提桩管管内碎石能连续出料，就不易断桩；严格按照单位桩长的碎石量保持留振，控制上提幅度和反插深度/次数，就不易形成缩颈或者膨胀；提拉反插桩管尽量维持原位和竖直，并且适当控制幅度在1m高的范围内，减少对下部已成桩体的偏心冲压，就不易造成桩体的扭曲和倾斜。土质好侧限大时，出料很慢或者驻料，留振不能满足桩径，就要铺以反插。而在软土内，尤其是浅层淤泥内，出料很快，留振时间一定要把握好，否则就会出现膨胀。

5、碎石桩密实度

碎石桩密实度和周围土性相关，土质较好，按设定的振密电流保持留振，可以使碎石桩密实，但对于淤泥这种超软土，控制稳定的振密电流操作难度较大，长时间留振后，碎石桩整体密实度提高幅度有限，却使碎石不断挤入周边淤泥，造成膨胀，容易导致碎石夹杂淤泥，还会将周围已成碎石桩挤压变形。淤泥地基碎石桩施工不是以预定密实电流为主控指标，而是按照单位桩长碎石量为主控制质量，还要保证桩体均匀连续，尽量不混杂淤泥。成桩时，振密电流有规律变化，留振期间振密电流值明显增长，稳定趋势快，就说明填充的碎石没有和淤泥严重混杂。施工员应密切观察料管出料状态，即时结合电脑记录，控制留振时间，发现电流值变化失常迅速处理。观察试验区出露桩头发现，由于淤泥极为软弱，桩体1.2m直径范围内的碎石密实度差异较大，越是桩体外围，密实度越低，泥石夹杂越严重。提高碎石桩的整体密实度，除了注意小幅度反插和小间距留振，碎石材料粒径要按要求的2.0-7.5cm级配混合，并适当提高充盈率为1.05。

四、施工控制要点

1、清沟排污

在打桩的过程中，施工现场应该安排人力进行及时清沟作业，以保证排污系统的通畅，避免因排污系统阻塞而导致泥浆漫溢现象。沉淀完的泥浆应该及时运送出去，并做好场地的清洁工作。

2、做好记录工作

施工过程中，通过振冲机上配备的自动监控仪器，来对每段桩体的成孔电流、密实电流、填料情况以及留振时间等进行现场施工的全程监控和记录。每项参数都是质量检定的重要依据，施工过程中要严格填写各项施工记录表。

3、水压的控制

制桩施工时，水量要充足，要使孔内始终保持充满水，同时防止塌孔；水压应该根据实际的土质状况来确定，如果土质强度较低，水压可适当调小，如果土质强度较高，水压应该适当提高；成孔过程中，水压和水量应该尽量调大些，当接近设计深度时，可降低水压，避免扰动桩底土体；在加料振密的过程中，要适当降低水压和水量。

五、结语 

通过对干冲碎石桩法在地基处理中应用的相关研究，我们可以发现，该项工作的顺利开展，有赖于对其多项影响环节与因素的充分掌控，有关人员应该从地基处理的实际要求出发，研究制定最为符合实际的干冲碎石桩法应用实施策略。