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岩土研究院

振冲施工方法及工艺

735 2022-03-09 09:50:59

在振冲密实法中,对粉细砂地基宜采用加填料的振密工艺;在振冲置换法中,振冲器在粘土中成孔后,接着就要往孔中填料。因此,无论是振冲密实法还是振冲置换法都要进行填料这一步。振冲施工方法按填料方法的不同,可分为以下几种∶

(一)间断填料法

成孔后将振冲器提出孔口,直接往孔内倒入一批填料,然后再下降振冲器使填料振密,每次填料都这样反复进行。直到全孔结束。间断填料法的成桩顺序是(如图7.3.16);

①振冲器对准桩位;

②振冲成孔,造孔速度宜为0.5~2.0m/min;

③将振冲器提出孔口,向桩孔内填第一次料(每次填料的高度限制在0.5m 高);④将振冲器再放入孔内将桩料振实,达到"密实电流"止;⑤重复③、④步骤直到整根桩制作完毕。

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(二)连续填料法

连续填料法是将间断填料法中的填料和振密合为一步来做。即连续填料法是边把振冲器缓慢向上提升(不提出孔口)边向孔中填料的施工方法。连续填料法的成桩顺序是(如图7.3.17):

①振冲器对准桩位;

②振冲成孔,造孔速度宜为0.5~2.0m /min;③振冲器在孔底留振;

④从孔口不断填料,边填边振,达到"密实电流"止;

⑤上提振冲器(上提距离约为振冲器锥头的长度,约为0.3~0.5m),继续振密、填料,达到"密实电流"值;

⑥重复⑤步骤。直到整根桩制作完成。

(三)综合填料法

相当于前两种填料的组合施工法。这种施工法是第一次填料振密过程采用的是间断填料法,即成孔后将振冲器提出孔口,填一次料后,然后下降振冲器,使填料振密,之后,就采用连续填料法,即第一批填料后,振冲器不提出孔口,只是边填边振。综合填料法的成桩顺序是(如图7.3.18)∶

①振冲器对准桩位;

②振冲成孔,造孔速度宜为0.5~2.0m/min;

③将振冲器提出孔口,向桩孔内填料(填料高度为0.5m高);④将振冲器再放入孔内将石料压入桩底振密;

⑤连续不断向孔内填料,边填边振,达到"密实电流"后,将振冲器缓慢上提,再继续振冲,达到"密实电流"后,再向上提;

⑥如⑤反复操作,直至整根桩完成。

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(四)先护壁后制桩法

在较软的土层中施工时,应采用"先护壁后制桩"的办法施工。该法即成孔时,不要一下子达到深度,而是先达到软土层上部范围内,将振冲器提出孔口,加一批填料,然后下沉振冲器将这批填料挤入孔壁,这样就可把这段软土层的孔壁加强,以防塌孔;然后再使振冲器下降到下一段软土层中,用同样的方法填料护壁。如此反复进行,直到设计深度。孔壁护好后,就可按前述的三种方法中任选一种进行填料制桩了。

(五)不加填料法

这种施工方法只适用于松散的粘粒含量≤10%的中粗砂地基。

对于松散的中粗砂地基.由于振冲器提升后孔,壁极易塌落。即可利用中粗砂本身的自由提陷代替外加填料,自由填满下面的孔洞,从而可以用不加填料法就可振密。这种施工方法特别适用于处理人工回填或吹填的大面积砂层。该法的施工顺序如下(如图7.3.19)∶

①振冲器对准桩位;

②振冲成孔,造孔速度宜为8~10m/min;③振冲器到达设计深度后,在孔底不停地振冲;

④利用振冲器的强力振动和喷水,使孔内振冲器周围和上部砂土逐渐塌陷,并被振密;

⑤达到"密实电流"后,上提一次振冲器(每次上提高度为0.5m),保持连续不停地振冲,一般每米振密时同约1min。

⑥按上述④、⑤步骤反复,由下向上逐段振密,直至桩顶设计标高。

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由于振密厚度一次可达十几米,其工效远胜于夯实或碾压的方法。使用这种方法振密水下回填料已成为一种新的筑坝工艺。

以上不同方法各有其优缺点和适用性。在振冲密实法中,对于处理粉细砂地基,宜采用加填料的振密工艺;对中粗砂地基可用不加填料就地振密的方法。在振冲置换法中,毫无疑问,均为加填料工艺。"先护壁后制桩"的工艺适用于软弱粘性土的振冲置换工程中。间断填料法多次提出振冲器,操作繁琐,制桩效率低,但适合人工推车填料,并可大致估算造桩每段的填料量。另外振冲器每次下降后,常留在填料顶部振冲,不能充分发挥振冲器水平向振动力的作用。如果在施工中控制得不好,比如振冲器未能下沉到原来提起的深度,容易发生漏振,造成桩体密实度不均匀。另外还必须严格控制每次填料量的堆高不能超过0.8~1.0m,如填料堆高太大,则下端的虚料就振不密。但对于粘性土地基的振冲置换,由于成孔后孔径较小,采用连续填料法不能保证填料能顺利下到孔底,所以粘性土地基采用间断填料法桩体质量易保证。

比较说来,连续填料法振冲器不提出孔口,制桩效率高,制成的桩体密实度较均匀、施工简单、操作方便、适合机械化作业。连续填料法必须严格控制振冲器的上提高度,每次上提高度必须在0.3~0.5m,不宜大于0.5m。否则就会造成桩体密实度不均匀。连续填料法由于施工振动水中的扰动,在桩底部形成松软的扰动区,桩底填料不易振密,影响加固质量。

综合填料法施工不仅避免前两种方法的缺点,而且提高了地基的加固效果。实践证明,桩周土的加密效果良好,成桩直径也比间断填料法的桩径大 20%以上,成桩工效也比较高。与连续填料法相比,由于综合填料法在孔底压人并振捣密实了回填石料,桩底端头密度和强度显著提高,改善了石料和地基土的受力特性,这对于短桩加固的地基尤为重要。

在松散砂土中,尤其是饱和松散粉细砂地基中,饱和松砂在振冲作用下很容易产生液化和下沉,振冲成孔的孔径较大,施工时填人的石料容易从孔壁和振冲器之间的空隙下落,因此常采用连续填料法能充分发挥振冲器水平向振动力的作用。挤密作用大。加密效果好,效率较高。

对于具体的工程项目,用哪种工艺效果最好,可在加固前通过试验确定。