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岩土研究院

振动沉管成桩施工工艺研究成果

328 2022-04-15 10:06:02

1.拔管速率

试验表明。拔管速率太快将造成桩径偏小或缩颈断桩。在南京浦镇车辆厂工地做了三种拔管速率的试验。

其一为1.2m/min,成桩投料量为1.8m³,成桩后挖开测桩径为 38cm(沉管为377 管)。

其二为2.5m/min,投入管内料亦为1.8m³,沉管拔出地面后,有大约0.2m²的混合料被带到地表。开挖后测桩径为 36cm。

其三为0.8m/min,成桩后发现桩顶浮浆较多。

在蓟县电厂曾做较长时间留振试验。拔管速率也很慢(0.8m/min),开挖至桩端发现,桩端石子没能被水泥浆包住,强度较低。经大量工程实践认为。拔管速率为1.2-~1.5m/min是适宜的。

应该指出,这里说的拔管速率不是指平均速度。除启动后留振5-10s之外,拔管过程中不再留振,也不得反插。

国产振动沉管机拔管速率都较快。可以通过增加卷场系统中滑轮组的动滑轮数量来改变拔管速度。也可通过电动机一变速箱系统来实现。

2.合理桩距

桩距的合理性在于桩、桩间土承载力能否很好地发挥。达到设计要求,并考虑施工。的可行性,新打桩对已打桩是否产生不良影响。经济上是否合理。

试验表明。其它条件相同,桩距越小,复合地基承载力越大,当桩距小于4倍桩径后,随桩距的减少,复合地基承载力的增长率明显下降,从桩、土作用的发挥考虑,桩距大于4倍桩径为宜。

施工过程中,无论是振动沉管还是振动拔管。都将对周围土体产生扰动或挤密,振动的影响与土的性质密切相关。挤密效果好的土,施工时振动可使土体密度增加,场地发生下沉;不可挤密的土则要发生地表隆起,桩距越小隆起量越大,以至于导致已打的桩产生缩颈或断桩。桩距越大,施工质量越容易控制。但应针对不同的土性,分别加以考虑。

基础型式也是值得注意的一个因素,对一般单、双排布桩的条形基础,或面积不大而桩数不多的独立基础,桩距可适当取小一些;对满堂布桩而面积大的筏基、箱基以及多排布桩的条基,桩距应适当放大。

此外,地下水位高,土的渗透性差或土体密度大时,桩距也应用的大一些。

表3-11-7给出了振动沉管机施工的桩距的选用表,供设计参考。

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施打顺序与土性和柱距有关,在软土中,桩距较大,可采用隔桩跳打;在饱和的松散粉土中施工。如果桩距较小,不宜采用隔桩跳打方案。因为松散粉土振密效果较好,先打桩施工完后,土体密度会有明显增加,而且打的桩越多,土的密度越大,桩越难打。在补打新桩时。一是加大了沉管的难度。二是非常容易造成已打的桩成为断桩。

对满堂布桩,无论桩距大小,均不宜从四周转圈向内推进施工,因为这样限制了桩间土向外的侧向变形,容易造成大面积土体隆起,断桩的可能性增大。可采用从中心向外推进的方案,或从一边向另一边推进的方案。

对满堂布桩,无论如何设计施打顺序。总会遇到新打桩的振动对已结硬的已打桩的影响、桩距偏小或夹省比较坚硬的土层时、亦可采用螺旋钻引孔的措施。以减少沉、拔管时对桩的振动力。

4.混合料坍落度

大量工程实践表明,混合料坍落度过大,桩顶浮浆过多,桩体强度也会降低。坍落度控制在3~5cm,和易性很好,当拔管速度为1.2-1.5m/min 时,一般桩顶浮浆可控制在10om左右,成桩质量容易控制。

5.保护桩长

所谓保护桩长是指成桩时预先设定加长的一段桩长,基础施工时将其凿掉。保护桩长是基于以下几个因案而设置的∶

(1)成桩时桩顶不可能正好与设计标高完全一致,一般要高出桩顶设计标高一段长度;

(2)桩顶一段由于混合料自重压力较小或由于浮浆的影响,靠桩顶一段桩体强度较差;

(3)已打桩尚未结硬时,施打新桩可能导致已打桩受振动挤压,混合料上通使桩径缩小。如果已打桩混合料表面低于地表较多,则桩径被挤小的可能性更大,增大混合料表面的高度即增加了自重压力,可使抵抗周围土挤压的能力提高,特别是基础埋深很大时,空孔太长,桩径很难保证。

综上所述,保护桩长必须设置,并建议遵照如下原则∶

(1)设计桩顶标高离地表的距离不大时(不大于1.5m),保护桩长可取 50~70cm,上部再用土封顶;

(2)桩顶标高离地表的距离较大时,可设置70~100cm 的保护桩长,上部再用粒状材料封顶直到接近地表。

6.开槽及桩头处理

CFG桩施工完毕,待桩体达到一定程度(一般为3~7天),可进行开槽。

对基槽开挖,如果设计桩顶标高距地表不深(一般不大于1.5m),宜考虑采用人工开挖,不仅可防止对桩体和桩间土产生不良影响。而且也比较经济。

如果基坑较深,开挖面积大,采用人工开挖效率太低,可采用机械和人工联合开挖,但必须遵循如下原则∶

(1)不可对设计桩顶标高以下的桩体产生损害;

(2)对中、高灵敏度土,应尽量避免扰动桩间士,针对以上两点,关键在于要留置足够的人工开挖厚度。

采用机械、人工联合开挖,人工开挖厚度留置多少,与桩体强度和土质条件等有关,建议不同的场地条件应按现场试验确定。但人工开挖留置厚度一般不宜小于70em。基槽开挖至设计标高后,多余的桩头需要凿除,凿除桩头时宜采取如下措施;

(1)找出桩顶标高位置;

(2)用钢钎等工具沿桩周向桩心逐次凿除多余的桩头,直到设计桩顶标高,并把桩顶找平;

(3)不可用重锤或重物横向击打桩体;

(4)桩头凿至设计标高处,桩顶表面不可出现斜平面。

如果在基槽开挖和凿除桩头时,造成桩体断裂至桩顶设计标高以下,必须采取补救措施。假如断裂面距桩顶标高不深,可用 C20混凝土接桩至设计桩顶标高。方法如图3 ~11-32所示。注意在接桩头过程中保护好桩间土。

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