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岩土研究院

柱锤冲扩桩法的施工

346 2022-03-18 10:08:47

1.施工机具

柱锤冲扩桩法所用的施工机具有;柱状锤(柱锤)及自动脱钩装置、升降柱锤的起重机具。柱状冲扩桩法所用柱锤的直径宜为300~500mm、长度为2~6m、质量为1~8t。《建筑地基处理技术规范》(JGT 79—2002)建议采用的柱锤及自动脱钩装置为沧州市机械施工有限公司的产品。目前生产上采用的系列柱状锤如表11.2.3所示。

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柱锤可用钢材制作或用钢板为外壳内部浇筑混凝土制成,也可用钢管为外壳内部浇铸铁制成。为了适应不同工程的要求,钢制柱锤可制成装配式,由组合块和锤顶两部分组成,使用时用螺栓连成整体,调整组合块数(一般0.5t/块)即可按工程需要组合成不同质量和长度的杆锤。锤型选择应按土质软硬、处理深度及成桩直径经试成桩后加以确定,柱锤长度不宜小于处理深度。

升降柱锤的设备可选用10~30t 自行杆式起重机、步履式夯扩桩机或其他专用设备,采用自动脱钩装置,起重能力应通过计算(按锤质量及成孔时土层对柱锤的吸附力)或现场试验确定,一般不应小于锤质量的3~5倍。

2.施工步骤

柱锤冲扩桩法施工可按下列步骤进行;

(1)清理平整施工场地,布置桩位场地平整、清理障碍物是机械作业的基本条件。当加固深度较深,柱锤长度不够时,也可采取先挖出一部分土,然后再进行冲扩施工。

施工时桩位放线一般可在地面上撒白灰线,或在桩位处用短钢钎击深 200mm,然后灌入白灰,以保证桩位准确。桩点要醒目、持久,以防漏桩。

(2)施工机具就位,柱锤对准桩位

(3)柱锤冲孔

根据不同土质地下水情况可分别采用下列四种成孔方式∶①冲击成孔

将柱锤提升一定高度,自动脱钩下落冲击土层,如此反复冲击,当接近设计成孔深度时,可在孔内填少量粗骨料继续冲击,直到孔底被夯实。

这是最基本的成孔工艺.条件是冲孔时孔内无明水、孔壁直立、不坍孔、不缩颈。②填料冲击成孔

当冲击成孔出现坍孔或缩颈时,可分次填入碎砖和生石灰块,边冲击边将填料挤入孔壁及孔底,当孔底接近设计成孔深度时,夯入部分碎砖挤密桩端土。

这时的填料与成桩时填料不同,主要目的是吸收孔壁附近地基中的水分,密实孔壁,使孔壁直立、不坍孔、不缩颈。碎砖及生石灰能够显著降低土壤中的水分,提高桩间土承载力,因此填料冲击成孔时应采用碎砖及生石灰块。

③二次复打成孔

当坍孔严重难以成孔,采用填料冲击成孔施工工艺也不能保证孔壁直立、不坍孔、不缩颈时,可提锤反复冲击到设计孔深,然后分次填料,在每一次冲扩时填料以碎砖及生石灰为主,根据土质不同采用不同配比,其目的是吸收土壤中水分、改善原土性状。待孔内生石灰吸水膨胀、桩间土性质有所改善后,再进行二次冲击复打成孔。第二次复打成孔后,要求孔壁直立、不坍孔,然后边填料边夯实形成桩体。第二次冲孔可在原桩位,也可在桩间进行。

④套管成孔

当采用上述3种方法仍难以成孔时,也可以采用套管成孔。即用柱锤边冲孔边将套管压入土层,直到桩底设计标高。

套管成孔可解决坍孔及缩颈问题,但其施工工艺较复杂,因此只在特殊情况下使用。

(4)成桩及施工记录

用标准料斗或运料车将拌合好的填料分层填入桩孔夯实,当采用套管成孔时,边分层填料夯实,边将套管拔出。锤的质量、锤长、落距、分层填料量、分层夯填度、夯击次数、总填料量应根据试验或按当地经验确定。桩体施工的关键是分层填料量、分层夯实厚度及总填料量。施工前应根据试成桩及设计要求的桩径和桩长进行确定。填料充盈系数不官小于1.5。如密实度达不到设计要求,应空夯夯实。

每个桩孔应夯填至桩顶设计标高以上至少0.5m,以保证桩顶密实度,当不能满足这个要求时,应进行夯实或采用局部换填处理。其上部桩孔宜用原槽土夯封。

每根桩的施工记录是工程质量管理的重要依据,也是施工中发现问题的重要一环,因此必须设专门技术人员负责记录工作,并对发现的问题及时进行处理。

(5)施工机具移位

将施工机具移至下一个桩位,重复上述步骤进行下一根桩的施工。

3.施工顺序

由于柱锤冲扩桩法夯击能量较大,易发生地面隆起,造成表层桩和桩间土出现松动,影响处理效果,因此成孔及填料夯实的顺序宜间隔进行。

4.褥垫层施工

开挖基槽后,应将桩顶超高部分用人工去除,然后对基槽进行晾晒、拍底或碾压,随后铺设垫层并压实。压实要求可参见 11.2节夯实水泥土桩法的褥垫层要求。