本發(fā)明涉及基礎(chǔ)工程建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于下水庫攔沙壩振沖碎石樁的施工工藝。

背景技術(shù)：

我國濱海、沿河等區(qū)域廣泛分布有海灘土、淤泥質(zhì)土等軟弱地基，其中，有些區(qū)域僅淺層分布有軟基；有些工程雖軟基較深厚但工程荷載小，所需處理深度也較小。以上兩類情況的軟基，根據(jù)經(jīng)驗，必須采用一定的處理措施，方可達到沉降和穩(wěn)定要求。因此，針對上述兩類情況，在道路建設(shè)過程中必須對軟弱地基進行淺層加固處理，以控制工后沉降，確保穩(wěn)定安全。

目前，常用淺層地基處理方式主要有換填法、復(fù)合地基法、排水固結(jié)法、泡沫輕質(zhì)土法等。換填法對提高路床壓實度有明顯作用，但對降低總沉降量作用較小，而且需要大量翻挖外運，不符合節(jié)能環(huán)保理念；泡沫輕質(zhì)土法施工需要發(fā)泡、攪拌等多種機械，施工操作復(fù)雜，造價甚至高于水泥攪拌樁復(fù)合地基法，而且存在抗浮、耐久性等問題，因此不推薦淺層地基處理采用；水泥攪拌樁等半剛性樁復(fù)合地基工藝較成熟，但施工機械笨重，因此不推薦淺層地基處理采用；預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、鉆孔灌注樁等剛性樁復(fù)合地基效果最好，但造價高，不推薦用于淺層地基處理；排水固結(jié)法性價比高，但工期長，對于工期要求緊的工程不適用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于下水庫攔沙壩振沖碎石樁的施工工藝，其改善了樁周土體的性質(zhì)，提高了承載力。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

一種用于下水庫攔沙壩振沖碎石樁的施工工藝，所述工藝包括如下步驟：

s1：清理場地，接通電源、水源；

s2：施工機具就位，起吊振沖器對準(zhǔn)樁位；

s3：造孔：

（a）振沖器對準(zhǔn)樁位，先開啟壓力水泵，振沖器末端出水口噴水后，再啟動振沖器，待振沖器運行正常開始造孔，使振沖器徐徐貫入土中，直至設(shè)計的持力層；

（b）造孔過程中振沖器應(yīng)處于懸垂?fàn)顟B(tài)；振沖器與導(dǎo)管之間有橡膠減震器聯(lián)結(jié)，因此導(dǎo)管有稍微偏斜是允許的，但偏斜不能過大，防止振沖器偏離貫入方向；

s4：清孔：造孔時返出的泥漿稠或孔中有狹窄或縮孔地段應(yīng)進行清孔；清孔將振沖器提出孔口或在需要擴孔地段上下反復(fù)提拉振沖器，使孔口返出泥漿變稀，保證振沖孔順直通暢以利填料沉落；

s5：填料加密：采用強迫填料制樁工藝；制樁時連續(xù)施工，加密從孔底開始，逐段向上，中間沒有漏振；當(dāng)達到設(shè)計規(guī)定的加密電流和留振時間后，將振沖器上提繼續(xù)進行下一個段加密，每段加密長度符合試驗要求；

s6：重復(fù)步驟(5)工作，自下而上，直至加密到設(shè)計要求樁頂標(biāo)高；

s7：關(guān)閉振沖器，關(guān)水，制樁結(jié)束；

s8：鉆注漿孔：由鉆機在碎石樁中心鉆出中心注漿孔，注漿孔貫穿碎石樁的兩端，并在碎石樁外圍地面周向上由鉆機鉆出至少4個周向注漿孔；

s9:注漿：在所述中心注漿孔和周向注漿孔內(nèi)插入注漿管至底部，通過注漿管分別向中心注漿孔和周向注漿孔注漿，注漿采用邊壓漿邊均勻拔管的注漿方法，拔管應(yīng)根據(jù)注漿量進行控制為主，每次拔管的間距為0.5m，并不間斷注漿，至孔口翻漿比重達到注入砂漿比重95%時，可一次拔管。

通過采用上述技術(shù)方案，從中心注漿孔注入水泥漿，可提高碎石樁的密度和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)強度，減小碎石樁的沉降，而碎石樁周圍土地上周向開設(shè)周向注漿孔，并在周向注漿孔內(nèi)注入水泥漿，使碎石樁周圍的砂土變硬，提高碎石樁的側(cè)向摩擦力，進一步減小碎石樁的沉降。

進一步的，造孔和清孔的具體方法為，施工時振沖器噴水中心與孔徑中心偏差不得大于5cm；振沖造孔后，成孔中心與施工圖紙定位中心偏差不得大于10cm；樁頂中心與定位中心偏差不得大于樁孔直徑的0.25倍；振沖器貫入土中應(yīng)保持垂直；振沖器每貫入1~2m孔段，應(yīng)記錄一次造孔電流、水壓和時間，直至貫入到試驗規(guī)定的深度；完孔后應(yīng)清孔1~2遍。

進一步的，所述填料方法采用強迫填料法。

通過采用上述技術(shù)方案，采用強迫填料，主要是利用振沖器的自重和振動力將孔上部填料送到孔的下部。

進一步的，所述加密方法為，制樁電壓為380v，波動超過±20v不得施工；加密電流90a；留振時間10~12s；造孔水壓0.4~0.6mpa，加密水壓0.3~0.5mpa；加密段長度30~50cm；應(yīng)用電氣自動控制系統(tǒng)控制加密電流和留振時間；加密從孔底開始，逐段向上，中間沒有漏振，加密到地表。

進一步的，注漿前首先進行注漿試驗，確定水灰比和注漿壓力。

通過采用上述方案，以確定合適的水灰比和注漿壓力，確保注漿質(zhì)量。

進一步的，在為中心注漿孔注漿過程中不斷補料，注漿后樁頂漿下沉，進行回灌。

通過采用上述技術(shù)發(fā)難，由于在給注漿的過程中由于注漿管的振動會造成孔口石料下沉，故注漿過程中應(yīng)不斷補料，注漿后樁頂漿液會下沉，還應(yīng)進行回灌作業(yè)。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：漿液滲透到周圍松動的土體時，可將其膠結(jié)為一個整體，凝固后使得其整體密實度和有效應(yīng)力大大提高，改善了樁周土體的性質(zhì)，提高了承載力；另一方面，漿液在向樁側(cè)滲透時，消除了泥皮的影響，使得樁身與樁周土的膠結(jié)能力也增強，從而提高了樁側(cè)摩擦力，同時樁對樁周土產(chǎn)生了約束作用，阻止了樁周土的側(cè)向變形。

附圖說明

圖1是發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)都受到專利法的保護。

一種用于下水庫攔沙壩振沖碎石樁的施工工藝，工藝包括如下步驟：

s1：清理場地，接通電源、水源；

s2：施工機具就位，起吊振沖器對準(zhǔn)樁位；

s3：造孔：

（a）振沖器對準(zhǔn)樁位，先開啟壓力水泵，振沖器末端出水口噴水后，再啟動振沖器，待振沖器運行正常開始造孔，使振沖器徐徐貫入土中，直至設(shè)計的持力層；

（b）造孔過程中振沖器應(yīng)處于懸垂?fàn)顟B(tài)；振沖器與導(dǎo)管之間有橡膠減震器聯(lián)結(jié)，因此導(dǎo)管有稍微偏斜是允許的，但偏斜不能過大，防止振沖器偏離貫入方向；

s4：清孔：造孔時返出的泥漿稠或孔中有狹窄或縮孔地段應(yīng)進行清孔；清孔將振沖器提出孔口或在需要擴孔地段上下反復(fù)提拉振沖器，使孔口返出泥漿變稀，保證振沖孔順直通暢以利填料沉落；

s5：填料加密：采用強迫填料制樁工藝；制樁時連續(xù)施工，加密從孔底開始，逐段向上，中間沒有漏振；當(dāng)達到設(shè)計規(guī)定的加密電流和留振時間后，將振沖器上提繼續(xù)進行下一個段加密，每段加密長度符合試驗要求；

s6：重復(fù)步驟(5)工作，自下而上，直至加密到設(shè)計要求樁頂標(biāo)高；

s7：關(guān)閉振沖器，關(guān)水，制樁結(jié)束；

s8：鉆注漿孔：由鉆機在碎石樁中心鉆出中心注漿孔，注漿孔貫穿碎石樁的兩端，并在碎石樁外圍地面周向上由鉆機鉆出至少4個周向注漿孔；

s9:注漿：在中心注漿孔和周向注漿孔內(nèi)插入注漿管至底部，通過注漿管分別向中心注漿孔和周向注漿孔注漿，注漿采用邊壓漿邊均勻拔管的注漿方法，拔管應(yīng)根據(jù)注漿量進行控制為主，每次拔管的間距為0.5m，并不間斷注漿，至孔口翻漿比重達到注入砂漿比重95%時，可一次拔管。

造孔和清孔的技術(shù)要求：

①施工時振沖器噴水中心與孔徑中心偏差不得大于5cm；

②振沖造孔后，成孔中心與施工圖紙定位中心偏差不得大于10cm；

③樁頂中心與定位中心偏差不得大于樁孔直徑的0.25倍。

④振沖器貫入土中應(yīng)保持垂直。

⑤振沖器每貫入1~2m孔段，應(yīng)記錄一次造孔電流、水壓和時間，直至貫入到試驗規(guī)定的深度。

⑥完孔后應(yīng)清孔1~2遍。

填料和加密的技術(shù)要求：

填料方法：采用強迫填料法。采用強迫填料，主要是利用振沖器的自重和振動力將孔上部填料送到孔的下部。

加密按下述要求進行：

①制樁電壓為380v，波動超過±20v不得施工；

②加密電流90a；

③留振時間10~12s；

④造孔水壓0.4~0.6mpa，加密水壓0.3~0.5mpa；

⑤加密段長度30~50cm。

⑥應(yīng)用電氣自動控制系統(tǒng)控制加密電流和留振時間；

⑦加密從孔底開始，逐段向上，中間沒有漏振，加密到地表。

振沖施工針對性質(zhì)量保證措施及質(zhì)量通病的預(yù)防糾正措施

施工過程中質(zhì)量控制要素主要有：樁位偏差、施工深度、填料量、施工技術(shù)參數(shù)及在施工過程中對樁體密實度和樁間土加密效果進行隨機抽檢。

樁位偏差控制：

要使成樁后的樁位偏差達到規(guī)范要求，首先在造孔時要控制孔位偏移。造孔過程中發(fā)生孔位偏移原因及糾正方法如下：

①土質(zhì)不均勻，造孔時向土質(zhì)軟的一側(cè)偏移。

糾正方法：可使振沖器向硬土一邊開始造孔，偏移量多少在現(xiàn)場施工中確定，也可在軟土一側(cè)倒入填料阻止樁位偏移。

②振沖器導(dǎo)管上端橫拉桿拉繩拉力方向或松緊程度不合適造成振沖器偏移。

糾正方法：調(diào)整拉繩方向和松緊度。

③振沖器與導(dǎo)管安裝時中心線不在垂直線上或?qū)Ч軓澢?/p>

糾正方法：調(diào)整振沖器與導(dǎo)管的中心線在垂直線上，對彎曲的導(dǎo)管應(yīng)調(diào)直或更換。

④施工從一側(cè)填料擠壓振沖器導(dǎo)致樁位偏移。

糾正方法：改變調(diào)料方向從孔的四周加入填料。

⑤當(dāng)制樁結(jié)束發(fā)現(xiàn)樁位偏移超過規(guī)范或設(shè)計要求時，應(yīng)找準(zhǔn)樁位重新造孔，加密成樁。

樁長控制：

①在振沖器和導(dǎo)管組裝完后，應(yīng)用鋼尺丈量并在振沖器和導(dǎo)桿標(biāo)出長度標(biāo)記，一般0.5m為一段，使操作人員據(jù)此控制振沖器入土深度。

②應(yīng)了解地面高程變化情況，依據(jù)地面高程確定應(yīng)造孔的深度。

③施工中當(dāng)?shù)孛娉霈F(xiàn)下沉或淤積抬高時，振沖器入土深度也要做相應(yīng)調(diào)整，以確保成樁長度。

填料量控制：

①要注意每次裝載機鏟斗裝料多少及散落在孔外的數(shù)量。

②要核對進入施工場地的填料的總量和填入孔內(nèi)填料的總量。

施工技術(shù)參數(shù)控制：

施工技術(shù)參數(shù)有加密電流、留振時間、加密段長度、造孔水壓、加密水壓、填料數(shù)量。

當(dāng)采用加密電流，留振時間，加密段長度作為綜合指標(biāo)時，填料數(shù)量受上述這些指標(biāo)所約束。

施工技術(shù)參數(shù)控制時應(yīng)注意下列事項：

①為保證加密電流和留振時間準(zhǔn)確性，施工中采用電氣自動控制裝置。在振動條件下使用，設(shè)定的加密電流值，留振時間和加密段時間可能發(fā)生變化，應(yīng)及時調(diào)整；

②施工中確保加密電流、留振時間和加密段長度達到要求，否則不能結(jié)束一個段長的加密；

③振沖器的空載電流由于某種原因會有一定的波動，空載電流的控制也是施工中應(yīng)注意的一個環(huán)節(jié)。因此，在施工中應(yīng)經(jīng)常對振沖器的空載電流進行測量記錄，當(dāng)與常規(guī)的空載電流差別較大時，應(yīng)及時檢修設(shè)備或者適當(dāng)調(diào)整加密電流，以保證施工質(zhì)量。

④定期檢查電氣設(shè)備，老化或失靈的原器件及時更換。

防止抱卡導(dǎo)桿的措施：

本工程振沖施工涉及的地層在施工過程中可能會發(fā)生抱卡導(dǎo)桿的情況，將會影響施工工效和質(zhì)量。結(jié)合在以往類似振沖施工中積累了豐富的處理經(jīng)驗。一般采取以下措施可確保振沖成樁順利進行。

①采用自行研制開發(fā)的大直徑高強度導(dǎo)桿，減小導(dǎo)桿與振沖器連接處的直徑突變，增加造孔設(shè)備自重，增強穿透能力，也可降低砂層抱卡導(dǎo)桿的機會。

②當(dāng)出現(xiàn)抱卡導(dǎo)桿的跡象時，應(yīng)及時停止下放振沖器，讓振沖器停留在原深度，加大水壓預(yù)沖一段時間，然后緩慢下放振沖器，在該地段附近多次上下提拉振沖器清孔，防止卡孔，實現(xiàn)穿透。

③當(dāng)振沖器不慎卡埋在孔中，采用以上措施無效時，可使用大噸位吊車提住，啟動振沖器緩慢上提，多起啟動直至提出；若一時不能提出，可暫停電機運行，繼續(xù)水沖，過一段時間待障礙物束縛振沖器及導(dǎo)管的應(yīng)力解除后再按上面的步驟提拔；而當(dāng)振沖器電機損壞，吊車不能提出時，可采用其他振沖器在其周圍打孔，或用反鏟開挖一定深度減小阻力，再使用反鏟或裝載機配合裝載機配合吊車提拔。

保證樁頭密實程度的技術(shù)措施：

①加密位置應(yīng)達到基礎(chǔ)設(shè)置高程以上1.0m，以保證樁頂密實度；

②當(dāng)加密接近樁頂時，在孔口堆料強打，反復(fù)振搗，適當(dāng)延長樁頂部的留振時間和增加振搗次數(shù)。

在本發(fā)明的實施例中，結(jié)合試驗情況，在施工中可能存在硬夾層，造孔電流超過100a，為驗證該層是否為最終持力層，應(yīng)通過多次上提、下放振沖器進行控制，從而避免出現(xiàn)達到終孔條件假象，提高樁體的有效處理深度，保證工程質(zhì)量。

在本發(fā)明的實施例中，結(jié)合試驗情況，振沖加密施工時，可能存在由于土質(zhì)較弱，加密電流不易達到設(shè)計值。采取振沖器提出孔口，追料壓到軟弱層，并多次重復(fù)上述過程，增加該施工段的填料量，減小加密段長，保證樁體密實度。

漿固碎石樁的施工工藝大致分為成孔、投石、注漿、成樁四個部分,具體的施工過程如下所述:由鉆機在碎石樁和碎石樁周圍的土地上分別鉆出中心注漿孔和周向注漿孔。成孔完成后在中心注漿孔內(nèi)放置投石導(dǎo)向管、注漿管、洗孔管。之后通過洗孔管向孔中注入清水洗孔,根據(jù)孔口流出漿液的比重,開始向孔中投入骨料,碎石通過料斗經(jīng)投石導(dǎo)向管投放至孔內(nèi),并填灌至孔口標(biāo)高。投入石料的同時進行洗孔,這樣防止投入石料時碰撞孔壁引起的塌孔(孔底注入的清水可以把塌落的土沖出孔外)。骨料投滿后繼續(xù)洗孔,當(dāng)孔口流出漿液比重達到一定要求后停止洗孔,開始通過注漿管向孔中注入攪拌好的水泥砂漿,注漿采用邊壓漿邊均勻拔管的注漿方法,拔管應(yīng)根據(jù)注漿量進行控制為主,每次拔管的間距為0.5m,并不間斷注漿,至孔口翻漿比重達到注入砂漿比重95%時,可一次拔管。在大規(guī)模注漿前首先進行注漿試驗,以確定合適的水灰比和注漿壓力。為確保注漿質(zhì)量。在注漿的過程中由于注漿管的振動會造成孔口石料下沉,故注漿過程中應(yīng)不斷補料,注漿后樁頂漿液會下沉,還應(yīng)進行回灌作業(yè)。周向注漿孔的施工工藝步驟上，由于是為了提高碎石樁周圍的土壤硬度，因此取消了投石這一步驟。

在向中心注漿孔注漿后，漿液在自重作用下，向樁周向滲透，對于不同性質(zhì)的土層，漿液的滲透范圍是不同的。影響漿液滲透的因素主要與土體的孔隙率有關(guān)。一般來說，隨著土體孔隙率的增加，注漿量和漿液流量也比較大，所需的注漿壓力也較小。

在周向注漿孔逐漸后，改變了碎石樁周土體的組分，將土體中的空氣，水分置換成為水泥水化物，從根本上解決了水、空氣的侵入。且漿液滲透到周圍松動的土體時，可將其膠結(jié)為一個整體，凝固后使得其整體密實度和有效應(yīng)力大大提高，改善了樁周土體的性質(zhì)，提高了承載力。另一方面，漿液在向樁側(cè)滲透時，消除了泥皮的影響，使得樁身與樁周土的膠結(jié)能力也增強，從而提高了樁側(cè)摩擦力，同時樁對樁周土產(chǎn)生了約束作用，阻止了樁周土的側(cè)向變形。