振沖碎石樁作為一種軟基處理方法,用于加固港口、道路、建筑等軟粘土、松砂地基。自1977年引進我國以來,因設備簡單、施工方便,經(jīng)濟快捷等優(yōu)點,在我國得到了廣泛應用,并取得良好效果。但是,由于振沖加固技術(shù)在我國應用的時間還不夠長,加固設計還處于半理論半經(jīng)驗狀態(tài)。盡管國內(nèi)外在理論和實踐上取得了可喜的成果,但尚存在著一些模糊問題急待研究,如砂土液化層液化勢的科學判定、液化處理范圍的確定、振沖法填料設計,施工質(zhì)量實時監(jiān)控等。本文僅就在工程實踐中遇到的一些問題談談自己的看法,意與有關(guān)同行們商榷。
一、質(zhì)量控制
施工中的質(zhì)量控制,其實就是對水、電、石料三者的控制。
1.水的控制包括水量和水壓兩個方面
水量的控制就是要求施工中水量充足,使孔內(nèi)充滿水,防止塌孔。水壓在成孔過程中根據(jù)土層軟硬隨時調(diào)節(jié),原則上軟土層采用小水壓,硬土層采用大水壓。但考慮到實際施工水壓頻繁的調(diào)節(jié)可操作性不強,所以超好通過試樁,給定一個較恒定的水壓。
2.電的控制
電的控制實際上是密實電流和留振時間的控制。為保證樁體質(zhì)量,要求每段樁體的超終加密電流都達到規(guī)定的密實電流值,留振時間在10秒以上。具體的控制參數(shù)應根據(jù)試樁決定。
3.料的控制
主要是每次填料量和每米填料量的控制。
填料是振沖法施工中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),填料的快慢直接關(guān)系到樁的密實度和經(jīng)濟效益。所以填料應注意以下幾點。一是造孔完畢后稍停數(shù)秒,然后進行填料,開始不宜過多,防止堵塞孔口或堵塞返水,以免影響粉砂中的泥土排出。二是隨地層地質(zhì)的變化,填料要有適當?shù)募壟?只有這樣才能滿足設計要求。三是填料要把握時機,控制速度,確保質(zhì)量。三是填料的計量。填料計量不僅僅是為成本分析提供依據(jù),更主要是落實置換量的大小,置換量隨地層地質(zhì)變化而變化,地質(zhì)軟硬不同,置換量也就不同,所以計量不能只計總量,而是要分層記錄計量,以便掌握和分析碎石樁實際情況。
二、其它一些需要注意的問題
1.振沖樁的填料選擇問題本文來源:考試大網(wǎng)
振沖處理采用填料的目的,一方面是作為樁體材料形成碎石或砂樁,另一方面是作為傳力介質(zhì),在振沖器水平振動下通過連續(xù)填料,將松散土層進一步擠壓加密。碎石振沖樁填料選擇的一般原則是:填料應該適用于施工場地的地質(zhì)條件及振沖施工條件,在此前提下應盡量降低工程造價和節(jié)省工種投資,同時,還要滿足以下要求:
碎石的強度、抗風化、抗腐蝕、水穩(wěn)定性應滿足要求
一般說來,所選用的碎石填料應具備石質(zhì)堅硬、強度高、孔隙率小(1×10-3cm/s),要求含泥量不得大于5%~10%。
碎石料應有良好的級配
振沖制樁的工作原理是:填入樁孔的碎石在水浮力的作用下很松散,飽和松散的碎石體在振沖器所產(chǎn)生的往復振動力和噴水孔噴出的壓力水沖擊下,產(chǎn)生超空隙水壓力,引起飽和碎石體液化,顆粒重新分布,粗顆粒形成骨架,細顆粒充填到骨架的孔隙中去,使碎石體密實?？梢?樁體的強度除與采用的振沖器類型(功率大小)、施工工藝、施工技術(shù)參數(shù)、土層的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、地下水狀況等相關(guān)外,還與填料的性質(zhì)有著直接的關(guān)系。目前的振沖樁抗液化處理對填料的級配未做嚴格的要求,筆者認為抗液化振沖處理填料應參照反濾料的設計準則,在保證含礫量大于60%~70%的前提下,應適當提高5mm左右碎石填料的含量。
2.振沖器工作電壓不足問題
振沖器用電是由高壓電線經(jīng)變壓器輸經(jīng)監(jiān)控臺通過電纜輸入到振沖器的馬達中的,監(jiān)控臺的電壓表讀數(shù)既是變壓器輸入到監(jiān)控臺的電壓,也是監(jiān)控臺輸送給振沖器的輸出電壓,一般認為就是振沖器的工作電壓。設計要求的380±20V即是由監(jiān)控臺來監(jiān)測的,但實際情況并非如此,因為從監(jiān)控臺引到振沖器的電纜線將會產(chǎn)生一定的電損耗,當電纜線過長時,其電損耗則不應忽略了。過大電壓降不但影響到施工的正常進行,甚致會影響到施工的質(zhì)量。例如,電壓低時,振沖器在未達到設計孔深情況下容易出現(xiàn)悶機、卡孔現(xiàn)象。此時,監(jiān)控臺電壓、空載電流、造孔水壓均在正常工作狀態(tài)下。問題的癥結(jié)所在:在低于振沖器的額定工作電壓情況下,其有效輸出功率必然降低、造孔能力自然下降。這種情況下,即使不影響到造孔,在振動加密樁體時,其較低的振實功率也不會制成密實程度符合設計要求的樁體。
三、結(jié)論
振沖碎石樁施工質(zhì)量的控制受多種因素的影響,但歸根到底,還是三個方面的問題。即造孔和清孔時的水壓控制,填料成樁時候的加密電流和留振時間控制,以及每次填料量的控制。作為質(zhì)量控制人員,要當然保證對大范圍場地的質(zhì)量監(jiān)控是不容易甚至是不可能做到的,將施工質(zhì)量自動控制系統(tǒng)引入土木工程領域,代替人的大部分勞動,是一個有潛力的發(fā)展方向。
