振沖碎石樁施工的質(zhì)量控制
摘要：本文通過對振沖碎石樁施工的質(zhì)量管理，就其施工所存在的問題提出解決措施，對保證施工質(zhì)量，節(jié)約基建投資有重要的參考價值。
關(guān)健詞：振沖碎石樁；施工質(zhì)量；自動控制
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(shè)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(yīng)用，并取得良好效果。但是，由于振沖加固技術(shù)在我國應(yīng)用的時間還不夠長，加固設(shè)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(xué)判定、液化處理范圍的確定、振沖法填料設(shè)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?wù)勛约旱目捶ǎ馀c有關(guān)同行們商榷。
一、振沖碎石樁施工質(zhì)量的自動控制問題
碎石樁施工中，要使樁體能有效地擠入軟土里，形成堅實的柱狀樁體，振沖器必須有足夠的振動力對樁體進行振搗，電機的密實電流是反映動力大小的主要參數(shù)，因此，對樁體的每一部分，振沖器要振動至密實電流以上，并留在該處電流上振動一定時間（留振時間），才能使樁體有足夠的密實度。目前，振動碎石樁施工質(zhì)量的控制，還停留在比較初級的原始水平，僅僅靠一臺電機啟動柜來控制振沖器的起動，并通過電流表體現(xiàn)密實電流的大小，而根本無法對制樁長度、填料量、留振時間進行精確的檢測，所以經(jīng)常有“碎石樁是良心樁”的說法。一些素質(zhì)較低的施工單位常常制造虛假記錄來圖利。因此，對碎石樁施工進行質(zhì)量控制只能依靠監(jiān)理人員24h觀察施工全過程，觀察三要素（密實電流、留振時間、填料量）每一環(huán)節(jié)的操作，但通常這很難做到。研制碎石樁自動監(jiān)控裝置，實現(xiàn)施工全過程的動態(tài)監(jiān)控，能從根本上解決控制碎石樁施工質(zhì)量的問題。目前，我國有些單位已經(jīng)研制出該種自動控制裝置，但效果如何還需要大量實際工程的檢驗。
二、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，所以最好通過試樁，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，要求每段樁體的最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(yīng)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(yīng)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(dāng)?shù)募壟?，只有這樣才能滿足設(shè)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。
三、其它一些需要注意的問題
1.振沖樁的填料選擇問題
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(yīng)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(yīng)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(fēng)化、抗腐蝕、水穩(wěn)定性應(yīng)滿足要求
一般說來，所選用的碎石填料應(yīng)具備石質(zhì)堅硬、強度高、孔隙率?。?×10-3cm/s），要求含泥量不得大于5%～10%。
碎石料應(yīng)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(fù)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。可見，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(yīng)參照反濾料的設(shè)計準則，在保證含礫量大于60%～70%的前提下，應(yīng)適當(dāng)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(shè)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(dāng)電纜線過長時，其電損耗則不應(yīng)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(shè)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(shè)計要求的樁體。
四、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，要絕對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(lǐng)域，代替人的大部分勞動，是一個有潛力的發(fā)展方向。