多点振动微型挤密桩施工应用

郭延斌

中铁二十局集团第四工程有限公司 山东青岛 266000

摘要: 唐港铁路项目路基工程多点振动微型挤密桩软基处理。

关键词：沿海 软基处理 多点振动微型挤密桩

引言

聂庄至东港增二线和东港站改造工程位于唐山市海港开发区东港站，普通车场路基工程DGK16+800-DGK17+000段、DGK18+550-DGK19+150段软基处理经变更设计后采用多点振动微型挤密桩。该区域场地由吹填土、淤泥质粉质黏土、细砂等覆盖。场地土地质成因是由人工吹填、海相沉积而成；场区内第①层吹填土，力学性质差异性大，呈松散～稍密状，第②层淤泥质粉质黏土呈流塑～软塑状，属高等压缩性土。下面笔者就结合个人工作实践中的经验谈谈多点振动微型挤密桩的施工应用。

滨海区域黄骅港吹填土，成分以粉质粘土、粉土及淤泥质土为主；滨海区域唐山港吹填土，成分以深海中粗砂、近海粉砂为主；滨海区域天津港吹填土，成分以粉质粘土、粉土及淤泥质土为主。特点是地层差、水位高、周边环境复杂、地基处理面积大、工期短、投资高。

地基处理主要工程措施如下：排水固结法、复合地基及桩基础。其中排水固结法主要有袋装砂井、塑料排水板、堆载预压、真空及真空-堆载联合预压。袋装砂井及塑料排水板可用于大面积场坪工程的饱和黏性土地基处理，投资经济，对环境水土污染较少。一般路堤工程宜采用堆载预压，当工期较紧、堆载预压荷载不能满足工后沉降要求时，可采用真空-堆载联合预压。

结合自己负责的实际工程项目创新引入了港口工程地基处理新技术、新工艺，针对到发线、牵出线、正线等不同等级铁路的沉降标准及周边设施要求，结合该区域项目特点分区域采用增压式真空预压、真空动力固结、多点振动微型挤密桩，系铁路地基处理工程首次使用。

下面主要介绍下多点振动微型挤密桩复合地基，包括真空井点降水、多点振动微型挤密桩及碾压。（1）真空井点降水井点管长度不宜超过8m，间距宜为1.0~2.5m，井点排距不宜超过15m。（2）多点振动微型挤密桩要求采用双沉管或多沉管，桩体材料可选择碎（卵）石、角（圆）砾、砂等性能稳定的硬质散体材料或强度不应小于2.0Mpa的混合料、低标号混凝土等粘结材料，桩径宜为20~30cm，桩间距宜为2~5倍桩径，桩长不宜大于12m。（3）碾压仅适用于散体材料桩，当采用多桩型时，应在粘结材料桩施工前进行。

1.施工工艺

1.1多点高频震密处理（无料振冲）

多点高频震密处理（无料振冲）处理，采用门式微动力固结装置（双管桩尖闭合带肋钢板）对土体进行震密处理，处理点按矩形分布。桩尖就位后调整液压振动锤位置，开启振动装置进行插入及拔出，振动频率满足3200cpm，振力不小于35.6t。施工顺序为由内侧向外侧顺序进行，以防止由于施工过程水位上泛导致地表承载力下降，施工设备下陷，无法正常行走影响施工。

1.2真空井点降水

通过真空轻型井点降水，降低场地地下水位深度，加快孔隙水的消散，使表面地层有效应力增加，表层承载力提高，满足多点振动微型挤密桩桩机进场施工条件。真空轻型井点降水，根据场区降水范围均匀布置，排距15m（可根据现场实际涌水量进行调整），降水管间距2m，管长5m，渗水孔直径取12mm,花管长度1m（实际长度可根据现场降水效果进行调整）管壁外包裹土工布滤网。真空降水施做至地表土质固结能满足设备行走后，进行多点振动挤密桩施工。

1.3多点振动微型挤密桩施工

本工程多点振动微型挤密桩设备采用双沉管，桩体材料为散体材料，本工程采用海砂，海砂含泥量不大于5%。多点振动微型挤密桩桩长6米，按正方形布置，桩间距0.8m,桩径0.22m，处理后复合地基承载力特征值不小于150Kpa。

机具定位后开启液压振动锤，将沉管振动打入设计深度。沉管过程中控制振动锤不得晃动，以保证沉管垂直度。沉管达到设计深度后，停止振动锤振动。然后进行桩体材料灌注作业，使填料充满管体并确保料斗内装满填料，开启振动锤振动拔管，沉管提升速度为1.2m～1.5m/min，沉管每提升0.5～1m反插0.3～0.5m，并留振5s～10s，直至沉管提出地面，在提升拔管过程中，震动一直处于运动状态。

1.4平板夯实

夯实采用平板夯对处理后的表层夯实处理，可对表层以下1.0m深度范围内的土层做进一步加固。夯实搭接宽度不小于0.4m，相邻夯实遍间采用交错夯实。平板夯实与真空井点降水交叉作业时，先平板夯实井点管排与排之间区域，后夯实每排井点管的位置。

2. 复合地基承载力检测

施工14天后进行复合地基承载力试验，通过复合地基承载力试验数据分析，处理后承载力特征值177～200kpa。 满足处理后复核地基承载力特征值不小于150Kpa的设计要求。

3. 施工注意事项

多个沉管顶部设置多管共用填料料斗，料斗容量应不小于单次挤密沉管填料量的1.1倍。

在处理深度内天然土层强度较低时，为提高效率，宜选用单组沉管数较多的专用设备，且选用与专用设备相匹配的振动锤等配套设备。在临近有已建建筑物时，为减小对建筑物的影响，宜用功率较小的振动锤。

要保证桩体质量，必须控制好提升速度和高度、留振时间和反插深度几个方面的指标。提升速度过快和提升高度过大，会导致桩体填料量少于理论值。留振时间和反插深度不够，会导致桩体填料密实度不足。桩身密实度，处理受提升速度快慢影响外，还与沉管留振时间和反插有关，留振时间长，则桩身密度大。

桩孔内材料的填料量根据地层及施工条件的不同，及施工中损耗等原因，实际消耗量比计算桩体量约增加20%～40%。当施工的微型挤密桩填料量不足时，地面会下沉；当填料过多时，地面会隆起，同时表层0.5～1.0m呈松散状态。

4.结语

多点振动微型挤密桩复合地基处理用于处理杂填土、吹填土、砂土等地基，可消除或部分消除饱和砂土的液化影响，有效提高地基土承载力，桩间土的挤密效果良好，桩间土的工程性能提高幅度较大。经现场试验验证，实施效果良好，不仅满足了工程质量、进度要求，而且显著降低了工程投资，且为今后港区类似工程提供了经验借鉴。

参考文献

1、DB13(J)/T 8317-2019，多点振动微型挤密桩复合地基技术规程，河北省住房和城乡建设厅。