振动沉管碎石桩施工工艺

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1、振动沉管碎石桩施工工艺　　摘要：50年代，振动沉管碎石桩作为一种地基处理方法，首次在日本得到应用，到了50年代后期引入我国。本文主要介绍振动沉管碎石桩的加固机理、施工工艺，以工程实例证明碎石桩的挤密及抗液化作用。　　关键词：碎石桩加固机理施工工艺　　1工程概况　　青岛市滨海公路北段工程起于即墨市田横镇南，经温泉拦海坝、鳌山卫镇、省道212、劈石山、大崂、县道003、松岭路，止于崂山区松岭路和香港东路交叉口，全线长64.010公里。第一合同段起点桩号为K16+400，终点桩号为K31+600，全长15

2、.2km。其中K22+050～K29+840该段处于虾池位置，采用了碎石桩加固。　　2加固机理　　振动沉管碎石桩在砂性土和粘性土中的加固机理是不同的。　　2.1对松散砂土的加固机理对砂性土地基采用振动沉管碎石桩的主要目的包括提高地基土的承载力、减少变形以及增强抗液化性。其中，增强抗液化性的作用主要包括：第一，砂基预震效应。由于碎石桩在成孔或成桩的过程中受到振动锤的强烈振动，除了能够挤密填入料和地基土外，得到的强烈的预震还有利于增强砂土的抗液化能力。第二，挤密作用。由于在成桩过程中，桩管对周围砂层会产

3、生较大的横向挤压力，因此，不仅会减小桩管周围砂层的孔隙比，还会增大砂层的密实度。第三，排水降压作用。采用碎石桩加固砂土地基，由于在桩孔内填入的是碎石以及粗砂等反滤性良好的粗颗粒材料，从而能够在地基中形成渗透性良好的人工竖向排水降压通道，因此，不仅能够消散和防止超孔隙水压力增大，还能避免砂土液化而加快了地基的排水固结。　　2.2对粘性土的加固机理采用碎石桩对粘性土进行加固主要包括提高地基承载力、减少地基沉降量、提高土体抗剪强度以及增大土坡抗滑稳定性四方面，其作用主要有以下几方面：第一，排水作用。由于采

4、用碎石桩加固粘土地基之所以能够起到排水砂井的作用，那是因为碎石桩能够形成良好的排水通道。这样以来，不仅会缩短孔隙水的水平渗透途径，还会加速软土的排水固结而使得沉降稳定加固。第二，置换作用。对于粘性土地基，尤其是饱和软土，由于其含有较多的粘粒且粘粒间具有较强的结合力，从而使得其地基渗透性较差，土中的水分在振动力或挤压力的作用下不容易排出，因此，碎石桩的作用不是挤密而是置换。第三，垫层作用。由于碎石桩不能够贯穿较厚的软弱土层，从而使得加固的复合土层起到了垫层作用，因此，在提高地基整体承载力的同时也能够减

5、少沉降量。第四，加筋作用。由于碎石桩能够贯穿厚度较小的软土层而到达相对硬层，因此，桩体在荷载作用下能够有效降低软土负担的压力，从而在提高地基整体承载力的同时也能够降低沉降量。　　3施工方法　　3.1施工机械振动沉管成桩法的施工机械主要包括振动机、料斗以及振动套管组成的振动打桩机。　　3.2施工要点施工时可采用振动成桩法，也可采用锤击成桩法，后者还分为双管法和单管法。国内施工振动沉管时还常用活瓣式桩靴和混凝土桩靴，依施工工艺顺序，振动沉管碎石桩的施工方法可选择以下几种：①排孔法：由一端开始逐步施工到另

6、一端。②跳打法：同一排桩可隔一根桩打一根桩，反复进行。③围幕法：先打外圈桩，再打内圈桩，从外到里依次向中心区推进。适用于油罐、水塔等基础的圆形布桩施工。　　3.3施工工艺①桩位测放：测量人员应当测量放出中心线和边线控制桩，并且在保护控制桩的同时标示桩点里程。用钢尺根据桩位平面布置图布桩，但是必须将误差控制在2cm之内。②机具定位：打桩机就位后合拢合瓣桩尖，桩管向下垂直且使桩尖对准桩位标记，向下垂移桩管使桩尖入土。通过调整桩基搭架保持沉管和地面基本垂直，一般控制在1.5%以内。③当沉管达到设计深度后开

7、始进行碎石灌注作业。按桩身理论方案量值与充盈系数计算灌入量，从加料口将碎石灌入桩管内。为了对每根桩的碎石充盈系数进行严格控制，应当做好现场施工记录。此外，为了增加桩的均匀性，避免出现先期大后期小的不良现象。④桩身拔管：当灌入碎石高度大于1/3管长时开始拔管，为了防止超灌或少灌，应当设置专人负责碎石灌入工作。拔管前先振动5-10s，边振边拔，每拔0.5-1.0m停振，如此反复直至全管拔出。一般将拔管速度控制在0.8m/min且匀速。⑤拔管成桩：灌料后原位振动、振动拔管、振动反插、振动拔管、再次灌料以及

8、第二次振动，此循环周期直到符合设计桩顶标高算完成一根桩的施工作业。⑥碎石灌入量计算Q=K?L?πd2/4　　式中：q―每根桩的填料量　　L―桩长（m）　　D―桩径（m）　　K―充盈系数，一般为1.15～1.50，视土性而定。　　4质量检验　　填料宜采用砾砂、粗砂、中砂、圆砾、角砾、卵石或碎石等，其粒径一般小于50mm，含泥量不得大于5%。质量检验应在施工完工后间隔一定的时间进行，对饱和粘性土一般在施工完1～2周后进行，对其它土可在施工完3～5天后进行。检验一般采用两种