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摘要：干振碎石桩是采用预沉导管、重锤振动压入工艺施工的碎石桩。其原理主要是振密和挤密松散沙土、粉土、黏性土、素填土、杂填土等地基。现在我国公路地基施工中得到了广泛的应用，本文结合实践，探讨了干振碎石桩处理软土地基的施工工艺。
關键词：干振碎石桩 软土地基 施工工艺
作为一种较为有效的地基处理方法，振冲碎石挤密桩由于施工简便，费用低，不需钢筋水泥等主材，并作为抗震防液化处理手段而在我国得到广泛应用，但由于振冲碎石挤密桩在施工过程中用水量较大，故容易造成严重的泥浆污染，而干振碎石桩就可克服这一缺点。
1 原材料要求
碎石桩施工碎石由岩石或砾石轧制而成，应洁净、干燥并具有足够的强度和耐磨耗性，其颗粒形状应具有棱角，不得掺有软质和其他杂质。施工中采用天然级配为1cm～３cm的碎石，含泥量小于5％，并不得含有大于４cm的颗粒。
2 机械设备的要求
干振碎石桩需采用走管式或履带式振动成桩机，内置平底活页式桩尖，桩管d426ｍｍ，桩管长度为设计桩长加3ｍ，并设有二次投料口，锤重大于35kＮ，工作电流80A左右，激振力大于280kＮ，配备发电机功率大于120kＷ。
3 设计参数
以某高速公路设计为例：①碎石桩长度一般为6ｍ～13ｍ，设计桩径0.5ｍ，桩间距1.4ｍ，平面上呈梅花形布置。②加固宽度至坡脚外2ｍ。③单桩承载力≥300kPa，复合地基承载力≥150kPa。
4 试桩要求
①在施工前，根据现场的实际情况，选择具有代表性路段范围外成桩工艺和成桩挤密试验。②试桩的成桩挤密和成桩工艺试验，目的是为了调查各种机械参数，为大面积施工提供各种数据，保证工程质量。③试验项目包括成桩时间、深度、压入碎石量、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机的工作电流等，以确定桩体在密实状态下的各项指标，以此作为设置碎石桩的控制指标。④试桩数为9～16根，按3ｍ×3m或4ｍ×4m布置，并对试桩进行标准贯入试验和承载力测试，以检验施工设备和方法是否符合要求。⑤主要试验内容：桩间土的标准贯入试验；复合地基载荷试验；单桩承载力试验。⑥若一次试验不成功，应改装或更换设备，改变施工方法，进行二次试桩或多次试桩的设置，直至全部试桩都符合要求。
5 具体施工工艺
5.1 施工放样，清理并平整场地，必要路段铺设碎石垫层，振动成桩机就位，校正桩管垂直度≤1.5％，校正桩管长度符合设计桩长。
5.2 用振动成桩机将桩管边振动边沉入土层，每下沉0.5m留振30ｓ，沉入速度控制在2ｍ/ｍin～3ｍ/ｍin，直至设计深度，稍向上提桩管，使桩管下端的活瓣桩尖打开，桩管及桩尖外壁的真空破坏，这样可以减少起拔摩阻力。
5.3 停止振动，立即往管内装入碎石，直至灌满为止。起振拔管，为了使桩管内碎石密实，在拔管前先留振1min，边振动边匀速拔管，拔管速度控制为1ｍ/min～1.2ｍ/min，为使挤出拔管下端的碎石更加密实，每提升1ｍ留振1min。
5.4 根据单桩设计碎石用量确定第一次投料的成桩长度（约为桩管长度一半），进行多次反插直至桩管内碎石全部投出。
5.5 再次投料，直至灌满，启动拔管，并进行多次反插，至管内碎石全部投出，反插深度应小于桩管长度，每提升1m反插0.5ｍ。
5.6 提升桩管高于地面停止振动，进行孔口投料至地表，启动反插并及时进行孔口补料至该桩碎石料全部投完为止；在孔口加压，保证孔口石料的密实。
5.7 加料时应停机加料，并注意提升速度，防止因提升过高而出现断桩或缩颈现象，应每提升4ｍ投料1次。
5.8 桩孔内的碎石灌入量应通过现场试验确定，结算时可按设计桩孔体积乘以充盈系数β确定。
5.9 提升和反插速度必须均匀，反插由深到浅，每根桩反插次数视情况而定，每次３～５遍，每根桩不得少于12遍。
5.10 试桩（施工）过程中应及时挖除桩管带出的泥土，孔口泥土不得掉入孔内。
5.11 施工过程中应记录沉桩深度、制桩时间、每次碎石灌入量、反插次数、电机电流值。
5.12 施工碎石桩时，应根据试验桩的成果严格控制电流，使其大于密实试验桩的电流。
5.13 挤密碎石桩时，对砂土、粉土和杂填土地表宜从外围向中间进行，对于黏性土地基宜从中间向外围或隔排施工。
5.14 碎石桩施工完毕后，其顶部应铺设碎石或砂砾垫层。在整个施工过程中，应保证碎石料不被周围土体污染。
5.15 碎石桩桩长应严格按照设计长度施工，当进尺困难且电机电流为空载电流2倍或将施工机架多次顶起时，可认为已到硬土层或岩层。
6 容易出现的质量事故及防范处理
6.1 断桩或缩颈
由于土壤含水量大于临界含水量，在成桩过程中的强力振动造成土壤液化，在拔管灌注碎石过程中造成缩颈或断桩，影响工程质量。
断桩或缩颈与土壤的含水量及施工工艺有着密切关系。对于含水量＞40％的地基，笔者认为不宜使用碎石桩，建议采用旋喷桩；对于含水量较大但不超过40％的地基，为防止出现断桩、缩颈，在施工过程中应降低钻进速度和拔管速度，减小激振力，控制碎石投入量，便可避免断桩、缩颈的发生。
6.2 承载力不足
①对淤泥层深度不了解，未能穿透淤积层，形成软弱下卧层，导致承载力不足。②反插次数不足，碎石的充盈不足，没有反插的部位碎石密实度小，影响承载力。③桩长不够。由于选用的机型较小，激振力小，本来没有达到设计桩长，误认为已经到达硬上层或岩层。
6.3 桩尖活瓣未能打开
桩尖活瓣没有打开使桩长不够或者灌石量不足。采取的措施是更换桩尖活瓣或调整各种施工参数，找到与之相适应的参数来保证工程质量。
7 碎石桩的质量检验
①单桩碎石灌入量应≥０.224ｍ3/ｍ。②检验碎石量、沉管振动时间、提升速度和高度、挤密时间、桩位偏差等。③施工前对桩间土做标准贯入试验，比较各土层强度的增加情况，判断土层的承载力。④桩身密实度检验时，应采用重Ⅱ型动力触探法，贯入量10cm时，击数应≥5击。⑤复合地基承载力的检验。⑥单桩承载力的检验。
总之，碎石桩施工必须从原材料、施工工艺等各个方面加强质量控制，只有这样，用碎石桩处理软地基才是一种好的方法。
關键词：干振碎石桩 软土地基 施工工艺
作为一种较为有效的地基处理方法，振冲碎石挤密桩由于施工简便，费用低，不需钢筋水泥等主材，并作为抗震防液化处理手段而在我国得到广泛应用，但由于振冲碎石挤密桩在施工过程中用水量较大，故容易造成严重的泥浆污染，而干振碎石桩就可克服这一缺点。
1 原材料要求
碎石桩施工碎石由岩石或砾石轧制而成，应洁净、干燥并具有足够的强度和耐磨耗性，其颗粒形状应具有棱角，不得掺有软质和其他杂质。施工中采用天然级配为1cm～３cm的碎石，含泥量小于5％，并不得含有大于４cm的颗粒。
2 机械设备的要求
干振碎石桩需采用走管式或履带式振动成桩机，内置平底活页式桩尖，桩管d426ｍｍ，桩管长度为设计桩长加3ｍ，并设有二次投料口，锤重大于35kＮ，工作电流80A左右，激振力大于280kＮ，配备发电机功率大于120kＷ。
3 设计参数
以某高速公路设计为例：①碎石桩长度一般为6ｍ～13ｍ，设计桩径0.5ｍ，桩间距1.4ｍ，平面上呈梅花形布置。②加固宽度至坡脚外2ｍ。③单桩承载力≥300kPa，复合地基承载力≥150kPa。
4 试桩要求
①在施工前，根据现场的实际情况，选择具有代表性路段范围外成桩工艺和成桩挤密试验。②试桩的成桩挤密和成桩工艺试验，目的是为了调查各种机械参数，为大面积施工提供各种数据，保证工程质量。③试验项目包括成桩时间、深度、压入碎石量、提升高度和速度、挤压次数和时间、电机的工作电流等，以确定桩体在密实状态下的各项指标，以此作为设置碎石桩的控制指标。④试桩数为9～16根，按3ｍ×3m或4ｍ×4m布置，并对试桩进行标准贯入试验和承载力测试，以检验施工设备和方法是否符合要求。⑤主要试验内容：桩间土的标准贯入试验；复合地基载荷试验；单桩承载力试验。⑥若一次试验不成功，应改装或更换设备，改变施工方法，进行二次试桩或多次试桩的设置，直至全部试桩都符合要求。
5 具体施工工艺
5.1 施工放样，清理并平整场地，必要路段铺设碎石垫层，振动成桩机就位，校正桩管垂直度≤1.5％，校正桩管长度符合设计桩长。
5.2 用振动成桩机将桩管边振动边沉入土层，每下沉0.5m留振30ｓ，沉入速度控制在2ｍ/ｍin～3ｍ/ｍin，直至设计深度，稍向上提桩管，使桩管下端的活瓣桩尖打开，桩管及桩尖外壁的真空破坏，这样可以减少起拔摩阻力。
5.3 停止振动，立即往管内装入碎石，直至灌满为止。起振拔管，为了使桩管内碎石密实，在拔管前先留振1min，边振动边匀速拔管，拔管速度控制为1ｍ/min～1.2ｍ/min，为使挤出拔管下端的碎石更加密实，每提升1ｍ留振1min。
5.4 根据单桩设计碎石用量确定第一次投料的成桩长度（约为桩管长度一半），进行多次反插直至桩管内碎石全部投出。
5.5 再次投料，直至灌满，启动拔管，并进行多次反插，至管内碎石全部投出，反插深度应小于桩管长度，每提升1m反插0.5ｍ。
5.6 提升桩管高于地面停止振动，进行孔口投料至地表，启动反插并及时进行孔口补料至该桩碎石料全部投完为止；在孔口加压，保证孔口石料的密实。
5.7 加料时应停机加料，并注意提升速度，防止因提升过高而出现断桩或缩颈现象，应每提升4ｍ投料1次。
5.8 桩孔内的碎石灌入量应通过现场试验确定，结算时可按设计桩孔体积乘以充盈系数β确定。
5.9 提升和反插速度必须均匀，反插由深到浅，每根桩反插次数视情况而定，每次３～５遍，每根桩不得少于12遍。
5.10 试桩（施工）过程中应及时挖除桩管带出的泥土，孔口泥土不得掉入孔内。
5.11 施工过程中应记录沉桩深度、制桩时间、每次碎石灌入量、反插次数、电机电流值。
5.12 施工碎石桩时，应根据试验桩的成果严格控制电流，使其大于密实试验桩的电流。
5.13 挤密碎石桩时，对砂土、粉土和杂填土地表宜从外围向中间进行，对于黏性土地基宜从中间向外围或隔排施工。
5.14 碎石桩施工完毕后，其顶部应铺设碎石或砂砾垫层。在整个施工过程中，应保证碎石料不被周围土体污染。
5.15 碎石桩桩长应严格按照设计长度施工，当进尺困难且电机电流为空载电流2倍或将施工机架多次顶起时，可认为已到硬土层或岩层。
6 容易出现的质量事故及防范处理
6.1 断桩或缩颈
由于土壤含水量大于临界含水量，在成桩过程中的强力振动造成土壤液化，在拔管灌注碎石过程中造成缩颈或断桩，影响工程质量。
断桩或缩颈与土壤的含水量及施工工艺有着密切关系。对于含水量＞40％的地基，笔者认为不宜使用碎石桩，建议采用旋喷桩；对于含水量较大但不超过40％的地基，为防止出现断桩、缩颈，在施工过程中应降低钻进速度和拔管速度，减小激振力，控制碎石投入量，便可避免断桩、缩颈的发生。
6.2 承载力不足
①对淤泥层深度不了解，未能穿透淤积层，形成软弱下卧层，导致承载力不足。②反插次数不足，碎石的充盈不足，没有反插的部位碎石密实度小，影响承载力。③桩长不够。由于选用的机型较小，激振力小，本来没有达到设计桩长，误认为已经到达硬上层或岩层。
6.3 桩尖活瓣未能打开
桩尖活瓣没有打开使桩长不够或者灌石量不足。采取的措施是更换桩尖活瓣或调整各种施工参数，找到与之相适应的参数来保证工程质量。
7 碎石桩的质量检验
①单桩碎石灌入量应≥０.224ｍ3/ｍ。②检验碎石量、沉管振动时间、提升速度和高度、挤密时间、桩位偏差等。③施工前对桩间土做标准贯入试验，比较各土层强度的增加情况，判断土层的承载力。④桩身密实度检验时，应采用重Ⅱ型动力触探法，贯入量10cm时，击数应≥5击。⑤复合地基承载力的检验。⑥单桩承载力的检验。
总之，碎石桩施工必须从原材料、施工工艺等各个方面加强质量控制，只有这样，用碎石桩处理软地基才是一种好的方法。