1.振動(dòng)沉管樁的作用
1.1擠密、振密作用：
砂石樁在成樁過程中，樁管對周圍樁間土產(chǎn)生很大的橫向擠壓力，同時(shí)樁管的振動(dòng)能量以波的形式在樁周圍土體中傳播，引起樁周土體的振動(dòng)、壓縮。在兩者作用下，樁周圍的土體由較松散變?yōu)槊軐?shí)，孔隙比減小，密實(shí)度提高。
1.2置換作用：
砂石樁成樁后，就形成了砂石樁及樁間土共同組成的復(fù)合地基，由密實(shí)的砂石樁樁體取代了與樁體體積相同的軟土，二者共同承擔(dān)上部的荷載。因?yàn)樯笆瘶兜膹?qiáng)度和抗變形性能等均優(yōu)于周圍的土體，所以在等應(yīng)變的情況下，剛度較大的砂石樁上的應(yīng)力要比剛度較小的軟土上應(yīng)力大，所以形成的復(fù)合地基，不僅比原天然地基的承載力大，而且沉降量也減小。另外砂石樁也有加筋的作用，可以增大地基抗剪強(qiáng)度。
1.3加速排水固結(jié)作用
砂石樁是由反慮性極好的粗粒材料組成，其與上覆的碎石墊層共同作用，形成良好的豎向和橫向的排水通道，可以快速有效的消散成樁時(shí)形成的超孔隙水壓力。同時(shí)，砂石樁可以起到排水砂井的作用，可以大大縮短孔隙水的水平滲透路徑，加速軟土的排水固結(jié)，使得路基土的沉降穩(wěn)定加快。
2.工程概況
2010年5月山東省濰坊基礎(chǔ)工程公司進(jìn)行了工程區(qū)域的地質(zhì)勘探?？辈旖Y(jié)果表明，擬建場地地層分布穩(wěn)定，層序較清晰，上覆土層主要由第四系淤泥質(zhì)土、粘性土、砂土組成，下伏基巖為白堊紀(jì)-第三系古新統(tǒng)王氏群膠州組泥質(zhì)砂巖。依據(jù)《青島綜合地層表》，擬建場地第四系地層自下而上大體分為三個(gè)沉積層：以中粗砂為主的第12層陸相沉積層，以中砂為主的第8層海沉積層，以淤泥質(zhì)土為主的第6層海相沉積層。
表層淤泥和淤泥質(zhì)粘土平均厚度11m，均為高含水量、極微透水、固結(jié)條件差、高壓縮性、低強(qiáng)度軟土。
3.施工工藝及質(zhì)量控制
3.1設(shè)備及材料選擇
3.1.1機(jī)械設(shè)備選擇
樁機(jī)根據(jù)樁徑、樁長及加固工程與周圍建筑物的距離相適應(yīng)作出選擇。3.1.2材料要求：樁體材料可用礫石、中粗砂，含泥量應(yīng)小于5%，粒徑小于50mm，同時(shí)要求要求不含草根等雜物。
3.2振動(dòng)沉管樁施工
3.2.1施工準(zhǔn)備工作
施工前先清理平整場地，清除地面障礙物；測量放線，按設(shè)計(jì)要求繪制布樁圖，并用白灰或小木樁標(biāo)注于實(shí)地，測量原地面高程，確定空打深度；通過試樁確定施工技術(shù)參數(shù)；碎石材料進(jìn)場并送樣檢驗(yàn)。3.2.2技術(shù)參數(shù)的確定
施工前，根據(jù)設(shè)計(jì)要求在現(xiàn)場進(jìn)行制樁試驗(yàn)和必要的測試，便于確定主要技術(shù)參數(shù)，以保證大面積施工質(zhì)量。應(yīng)選擇符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的石料進(jìn)行試樁，并記錄制孔、清孔、制孔時(shí)間和深度、鉆進(jìn)速度（m/min）、壓入碎石量及電流變化等，以選定科學(xué)合理的施工技術(shù)參數(shù)。
3.2.3施工工藝：
振動(dòng)沉管樁施工工藝流程如下：
(1)施工順序：由里向外逐排施工。
(2)成樁工藝，有一次拔管成樁法，逐步拔管成樁法、重復(fù)壓管成樁法，本工程根據(jù)地質(zhì)擬采用逐次拔管法：場地平整→測量放線→樁套管就位調(diào)整→樁套管下沉及接管→終孔投料→振密→樁套拔出
(3)振動(dòng)沉管樁施工步驟
(4)放出每根樁位并編號，樁孔位置釘標(biāo)樁定位。
(5)打樁機(jī)就位。將打樁機(jī)按施工計(jì)劃移至樁位，打樁機(jī)就位后，應(yīng)檢查打樁機(jī)是否平穩(wěn)，導(dǎo)向架是否與地面垂直，如不能滿足垂直偏差≤1.0%，成孔中心與設(shè)計(jì)樁位偏差≤50mm，則應(yīng)立即重新調(diào)整機(jī)位，以滿足要求。
(6)振動(dòng)沉管：打樁機(jī)按樁點(diǎn)就位后。各項(xiàng)要求均滿足規(guī)范與設(shè)計(jì)要求，即可開機(jī)進(jìn)行振動(dòng)沉管，振動(dòng)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。啟動(dòng)振動(dòng)錘，將沉管和樁尖送入至設(shè)計(jì)的深度，若遇阻加大加壓力量。
(7)拔管、振動(dòng)、加料：當(dāng)沉管達(dá)到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高后，將碎石從進(jìn)料口加入，填料時(shí)要分批加入，不宜一次加料過多。拔管、振動(dòng)、加料應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。邊拔管、邊振動(dòng)、邊加料，每拔管3～5m時(shí)應(yīng)下沉振動(dòng)一次，以確保碎石振搗密實(shí)。應(yīng)控制拔管速度，不能過快，否則會導(dǎo)致成樁直徑較小，甚至產(chǎn)生縮徑或斷樁，也不能過慢，過慢則振動(dòng)時(shí)間長，會使得樁體下部細(xì)顆粒材料含量較多。樁底細(xì)顆粒過多而降低樁身強(qiáng)度，也容易離析。
(8)樁機(jī)移位：將樁機(jī)移至新的樁位，然后重復(fù)上述的過程進(jìn)行下一根樁的施工。
3.3施工中的質(zhì)量控制3.3.1樁長控制
為了保證成樁質(zhì)量必須保證成樁樁長，成樁樁長要注意兩點(diǎn)，一是樁尖為圓錐形，樁尖處的深度應(yīng)比設(shè)計(jì)深度深一個(gè)樁尖長度，二是碎石樁樁頭部分的密實(shí)度難以保證，成樁頂部也要高出設(shè)計(jì)樁0.5m。
3.3.2活瓣樁尖的要求：①樁尖的制作使用普通與樁管等直徑的活瓣樁尖，須經(jīng)多次反插才能達(dá)到設(shè)計(jì)投料量，實(shí)踐證明擴(kuò)大頭型活瓣樁尖效果優(yōu)于普通活瓣樁尖，減小了樁管下沉及上拔阻力，增大了反插與擠密作用效果，提高了功效；②密封性要求樁尖密封性好可減少進(jìn)入樁管的泥土數(shù)量，保證樁的尖部施工質(zhì)量；③樁尖開啟角要求如反插時(shí)活瓣樁尖完全打開，石料在管內(nèi)形成活塞運(yùn)動(dòng)，不能對樁體進(jìn)行有效的壓密。樁尖由四塊活瓣組成，在擴(kuò)徑段外焊接8塊限位塊，使樁尖活瓣開啟角≤60°。在樁管提升時(shí)，活瓣打開，稍向內(nèi)傾斜，不影響下料。反插時(shí)由于樁尖受到向上的壓力，活瓣閉合，使樁間土擠密，樁體壓密。3.4容易出現(xiàn)的質(zhì)量事故及防范處理
(1)斷樁或縮頸
為防止出現(xiàn)斷樁、縮頸，在施工過程中應(yīng)降低鉆進(jìn)速度和拔管速度，減小激振力，控制碎石投入量，填料要分批加入，不宜一次加料過量，保證試樁確定的裝料量，每一深度的樁體在未達(dá)到規(guī)定的密實(shí)電流時(shí)應(yīng)繼續(xù)加料，繼續(xù)振實(shí)，防止“頸縮樁”的出現(xiàn)。
?。?）樁體密實(shí)度不夠
①采用的碎石最大粒徑不得超過5cm，最好采用2-5cm。②適當(dāng)放慢樁管提升速度。③不宜一次加料過量，原則上“少吃多餐”，每一深度的樁體在未達(dá)到規(guī)定的密實(shí)電流時(shí)應(yīng)繼續(xù)加料，繼續(xù)振實(shí)。④在軟弱地層采取隔打方式。
（3）樁尖活瓣未能打開
采取的措施是更換樁尖活瓣或調(diào)整各種施工參數(shù)，找到與之相適應(yīng)的參數(shù)來保證工程質(zhì)量。
3.5振動(dòng)沉管碎石樁質(zhì)量檢測
4.結(jié)論
文章通過結(jié)合筆者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出振動(dòng)沉管樁施工的相關(guān)工藝，以及該方法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)質(zhì)量控制；同時(shí)結(jié)合工程實(shí)例總結(jié)出一些成功的施工經(jīng)驗(yàn)，從工程實(shí)踐效果來驗(yàn)證振動(dòng)沉管樁在工程中的可行性，可為同類工程提供參考借鑒。
參考文獻(xiàn)
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