振动打桩机施工碎石挤密桩质量初探

【摘要】：本文通过具体的工程实例, 来展开探讨振动打桩机施工碎石挤密桩过程中所遇到的问题，以及对如何保证质量而应该采取的应对措施。

【关键词】：振动打桩机；碎石；挤密桩

中图分类号： TU521 文献标识码： A 文章编号：

一.引言

本单位使用振动打桩机施工碎石挤密桩, 还是最近几年才开始的事，可以说是一项新工作,有很多问题还处在认识与摸索的过程之中。特别是对保证施工的质量, 还不能做到有完全的把握, 因此在这里只就本单位在具体施工过程中产生的问题以及相应的解决办法来作简单介绍。本单位所使用的振动打桩机是组合式产品, 立柱和锤头是由浙江瑞安生产的DZ-30型号，机架底盘则是由我单位探矿修配厂仿造兰建机械厂而生产的60型号滚杠式底盘，设计深度能够打到21m，原来计划安装60型号锤头,但是最终只买了13m立柱, 因此目前只能打到10m以内。

二．施工方法与措施

本单位使用两种沉管,管径为325mm 和377mm,侧开活门式投料口。桩头采用四活瓣式锥形桩头,张开时其内径和管子径相同。封闭时呈现出一个密封的圆锥体。沉管后采用孔口投料和管内投料相结合的方式将碎石灌入到桩孔内,通过凭借打桩机产生的压、挤、振的作用力将碎石挤密压实，从而形成较大的碎石桩体并挤密桩间土形成复合地基,增强软弱地基的承载力和稳定性。为了确保每条桩都能够达到满足设计承载力的要求,应该做到以下几点：

1.首先要了解场位的工程地质资料。它包括各类土的物理力学性质, 土体结构、成分、含水量以及地下水位埋深。

2.设计要求复合地基承载力。

3.正式开工前应该要工程试桩,计算确定施工技术参数, 它不仅包括桩长、布桩形式、分设填料量、密实电流，也包括留振时间，提管高度，贯入度等。

4.确定施工过程中的检测质量标准以及质量检查方法。

4.1我们在施工过程中所采取的具体质量控制指标是:

4.1.1 密实电流: 通常要求振动密实电流应该要比沉管电流大20-25A。

4.1.2 分段填料量：要求应该从管内下料。每次填料用量要适中,过多则会导致降低挤密的质量,过少则会影响施工的进度,一次填料在孔内充填的高度不应该超过1m,一般应为0.14m。

4.1.3 提管高度：提管高度非常重要,若每段内下料的用量较多,则可以采取提管高度的方法来控制桩体密实的厚度,达到成桩质量的稳定可靠，提管高度一般我们要求在1～1.5m。

4.1.4 留振时间：应该控制在15～20s之间。

4.1.5 贯入度：应该在留振时间内不大于3cm。

施工过程中的检测质量标准和质量检查方法，应该采取有关文献推荐桩身碎石密度的标准：

在桩中心处进行重型动力触探,满足全桩平均击数N（63、5）> 8击,存在有N（63、5）< 8击的局部深度段情况时,按以下公式来计算局部欠密系数K’，K’=。

K’——局部欠密系数。

N（63、5）欠密段内的平均动力触探击数。

L——欠密段长度（m）。

合格标准为K’< 1.33。􀀁􀀁 􀀁

三.施工结果及分析

采用以上的标准，运用动力触探施工过程中的质量监控手段,对于我们地质勘探单位来说设备不存在问题,方法也基本上可行,能够保证施工质量。施工得以实践证明,我们所采用检测方法，技术指标以及检测标准都是切实而可行的, 例如我们所施工的宁夏吴忠市物资局综合楼碎石挤密桩工程, 总共布桩有874根, 采用上述的检测指标和技术指标进行施工质量监控,在施工工程结束之后,经过宁夏自治区建筑质量监督检验站检验,处理后的复合地基承载力基本上满足设计的要求,质量达到合格。吴忠市物资局综合楼碎石挤密桩试验的结果见下表：

稍密的砂类土振动打桩机沉管非常困难。原因在于砂土地层在振动锤的连续振动之下,土层颗粒在激振力的作用产生下下沉、位移、密集、重新排列组合成为新的更加密实的结构形式。软弱粘性土施工过程中土层容易隆起。通常隆起约50～80cm。原土结构遭到破坏,导致强度降低,而且桩周土的约束力又小,影响到桩体的密实程度,失去了地基处理的意义。孔口下料时在沉管成孔的过程当中, 当桩管通过桩管提离淤泥、淤泥层成孔时, 淤泥又漏回到原处, 给施工带来了很大的不便之处。 而在管内下料时,由于成桩直径很大,基本上将相邻各桩连接成为一个整体,而且在地面隆起严重时, 桩体密实程度很差。

四.施工中应注意的问题及对策

1.采用振动挤密桩加固后的沉降量和地基承载力在很大程度上取决于周围土对桩的约束力。如果周围土过于软弱,会导致土的侧向约束力始终无法平衡填料挤入孔壁的力, 就会始终不能形成桩体,也就不会达到复合地基强度。而对成桩所需土的最低强度意见不一。1979年2月，日本新吉见合在我国南京召开的振冲置换法加固技术鉴定会上提出地基强度不应低于20KPa，该法加固软弱地基时要求地基土不排水抗剪强度应不小于19.6KPa。在这个问题上,还应该深入认真的研究,以便积累更多的经验。如果地基强度小于20KPa,应该慎重选择使用这种方法。

2.振动挤密桩还处在半经验半理论的状态, 其最终沉降量复合地基承载力以及计算方法均不成熟, 大都是以经验数据作为设计参数。因此在应用中要依据现场的实际情况,通过参照前例,经过试桩来完善和修改设计。例如，太原某厂编织袋厂房地基处理, 原设计为振动挤密砂桩, 毛砂作真料, 充盈系数为1.3。但在施工过程中发现地表 1m 以下的土质呈现为软塑状,成桩以后的效果很差。在经过施工单位、设计单位以及建设单位共同研究后,决定改为振动挤密碎石桩, 充盈系数为2.0,原打完的砂桩进行重打，之后再经检验,符合设计要求。

3.桩距的确定是当桩径选定后, 一般应根据天然地基的土质情况和设计承载力的要求,通过现场试验来确定桩距和桩体的填料用量, 当由于施工工期等因素不具备试验条件时, 可根据以往施工经验来确定, 一般桩距 L =2.0～3.5倍桩径，对软质粘性土取较小的桩距, 对砂质，土取偏大的桩距, 对粘性土和填土地基置换率取值在0.1～0.25之间，对饱和软土取偏高值, 对砂土地基取值可小于或等于0.1。在饱和粘性软土地基中, 挤密桩置换面积和桩体的密实性对地基的加固效果起决定作用, 桩距小, 有利于桩间土的排水固结, 为了提高对饱和粘性土基的加固效果, 桩距不宜大于3.0倍桩径。

五.结束语

综上所述，通过本文的讨论我们知道影响振动打桩机施工碎石挤密桩质量的因素非常多, 但是只要施工场区技术参数、地层条件适应确定无误,振动打桩机施工碎石挤密桩处理软弱地基的产生效果还是非常明显的。

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