振冲碎石桩,碎石桩有几种施工方法

1、振冲(湿法)碎石桩。 采用振动加水冲的制桩工艺制成的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法碎石桩。 2、干法碎石桩。 采用各种无水冲工艺(如干振、振挤、锤击等)制成的碎石桩统称为干法碎石桩。 碎石桩和砂桩等在国外统称为散体桩或粗颗粒土桩。所谓散体桩是指无粘结强度的桩，由碎石柱或砂桩等散体桩和桩间土组成的复合地基亦可称为散体桩复合地基。在国内外广泛应用的碎石桩、砂桩、渣土桩等复合地基都是散体桩复合地基。 碎石桩适用于挤密松散的砂土、粉土、素填土和杂填土地基。在复合地基的各类桩体中，碎石桩与砂桩同属散体材料桩，加固机理相似。随被加固土质不同机理有所差别：对砂土、粉土和碎石土具有置换和挤密作用。 扩展资料 质量控制注意： 1、在制桩过程中，各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等方面的要求。制桩时宜将水量关小，填料方法或将振冲器提出孔口加料，或边振边填。加料不宜过猛，原则上“少吃多餐”。 2、施工现场应实现开设泥水排放系统，将制桩过程中产生的泥水集中引入沉淀池，沉淀池底部沉积的泥浆可定期挖出送至指定地点。 3、碎石桩的施工顺序从中间向外围进行，或由一边推向另一边的方式施工。 4、碎石桩施工结束后，路堤进行填筑前，注意设置沉降观测设备。 5、搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，实施全程的施工抽查。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录。并对照规定的施工工艺，对每根桩都要进行质量评定。 参考资料来源：百度百科-碎石桩

8.2.1.1 振冲施工主要参数及步骤 振冲施工根据设计荷载的大小并参照场地砂层强度的高低、试验设计桩长等条件，并结合当地施工经验及施工条件，最终选用江苏省江阴振冲器厂生产的ZCQ45型振冲器，振冲器功率为45kW。振冲施工现场如图8.4所示，施工主要内容及步骤如下： 1）清理平整施工场地，布置桩位，开挖排水网系统； 2）施工机具就位，使振冲器对准桩位； 3）启动供水泵和振冲器，将振冲器徐徐沉入直至达到设计深度； 4）到达深度后将射水量减至最小，留振至规定密实电流时上提0.5m，如此逐段振密直至孔口，最后通过扫桩头将孔口沉降部分填平并振密； 5）重复以上步骤制作各试验设计砂桩，完成后关闭振冲器和水泵。 图8.4 施工现场 8.2.1.2 振冲砂桩桩间距的确定 采用振冲砂桩法施工时，由于振冲器的强力振动和水冲力能够在砂层中产生超静孔隙水压力，使振冲器附近砂土发生短暂液化或结构破坏，砂颗粒在自重和桩管的振动挤压作用下重新排列，孔隙减少，从而起到使砂层密实的效果；另一方面是依靠振冲器的反复强迫水平振动和侧向挤压以及水动力作用将振冲上部孔壁塌陷的砂振动挤密，从而使砂层振密。对于振冲法来说，一般振动力越大，影响距离也相应越大。但过大的振动力又常常使砂土处于流态而不利于密实，因此实际密实效果不一定与振动力的大小呈正比增加，振动频率的高低与实际密实效果的关系亦是如此。当振动力和振动频率及施工工艺一定时，实际密实效果主要与桩间距有关，为了探讨不同桩间距振冲密实效果的差异，达到选择最优间距这一重要施工参数之目的，依照《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79—2002）、参照各类文献并结合当地振冲法施工经验，设计桩长10m，桩间距1.4～2.2m进行振冲施工，通过标贯击数来反映不同桩间距工况下不同深度的密实效果。桩位布置形式及标贯试验点布置如图8.5所示。成桩15d后，上部开挖1.5m清理出桩头并整平（见图8.4），再在不同桩间距的桩间土中心位置进行标贯试验，根据不同间距在各种深度的标贯击数，综合分析并选取最合理的桩间距。标贯试验结果见表8.1，据此绘制的各深度标贯击数随不同桩间距变化曲线如图8.6所示。 图8.5 砂桩布桩及标贯试验点布置 表8.1 不同桩间距不同深度挤密效果标贯试验成果一览表 由各深度标贯击数随不同桩间距变化曲线（图8.6）可见，对于桩径为1m时不同桩间距对应的桩间土，各深度的标贯击数随桩间距的减小而增大，在所设计的不同间距试验工况中，1.4m间距在各深度的标贯击数均达到最大值，考虑到砂桩制桩的成本较小，因此在实际施工中应尽量采用小间距以获得更好的挤密效果。 图8.6 各深度标贯击数随不同桩间距变化曲线 然而对于近似半无限砂层中的振冲碎石桩，由于造价相对较大，因此不能只单纯考虑缩短桩间距以提高地基承载力，而应同时考虑经济合理性因素的制约。观察图8.6中曲线的特点，结合目前的施工实践，笔者认为无特殊要求时，在与试验区相近的地层条件下，可选择1.8m的桩间距作为碎石桩的最优桩间距。对于水泥土搅拌桩而言，由于其成桩的施工过程不存在挤密效应，因此其桩间距主要依据所需要的承载力大小来确定。

1.施工前准备工作 (1)技术准备 1)了解现场有无障碍物存在，在加固区边缘留出的空间是否够施工机具使用，空中有无电线，现场有无河沟可作为施工时的排泥池，料场是否合适。 2)了解现场地质情况，土层分布是否均匀，有无软弱夹层。 3)对大中型工程宜事先设置一试验区，进行试桩，从而求得各项施工参数。 4)编制施工方案并经审批后向操作人员交底。 (2)机具设备准备 振冲器是振冲法施工的主要机具，其构造如图7-4所示。 起重机械一般采用履带吊、汽车吊、自行井架式专用吊机。起重能力和提升高度均应满足施工要求，并需符合起重规定的安全值，一般起重能力为10～15t。 在加固过程中，要有足够的压力水通过胶皮管引入振冲器的中心水管，最后从振冲器的孔端喷出400～600kPa的水压力，水量为20～30m3/h。振冲法施工配套机械如图7-5所示。 一般加固深度为10m左右时，需保证输送填料量在4～6m3/h以上，填料可用含泥量不大的碎石、卵石、角砾、圆砾等硬质材料。碎石的粒径一般可采用20～50mm，最大不超过80mm。 应特别注意排污问题，要考虑将泥浆引出加固区，可从沟渠中流到沉淀池内，也可用泥浆泵直接将泥浆打出去。 设置好三相电源和单相电源的线路和配电箱。三相电源主要是供振冲器使用，其电压须保证380V，变化范围在±20V间，否则会影响施工质量，甚至会损坏振冲器的潜水电机。 图7-5 振冲法施工配套机械 2.施工参数选择 施工前应编制施工组织设计，合理选择施工参数，以便明确施工顺序、施工方法，计算出在允许的施工范围内所需配备的机具设备，所需耗用的水、电、料，排出施工进度计划表和绘出施工平面布置图。 (1)加固范围(处理范围) 应根据建筑物的重要性和场地条件确定，通常都大于基底面积。对一般地基，在基础外缘宜扩大1～2排桩;对可液化地基，在基础外缘应扩大2～4排桩。 (2)布桩方式(桩位布置) 对大面积满堂处理，宜用等边三角形布置;对独立或条形基础，宜用正方形、矩形或等腰三角形布置;对于圆形或环形基础(如油罐基础)，宜用放射形布置。布桩方式如图7-6所示。 图7-6 桩位布置 (3)桩长的确定 当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深度确定;当相对硬层的埋藏深度较大时，应按建筑物地基的变形允许值确定;对按稳定性控制的工程，桩长应不小于最危险滑动面的深度;在可液化的地基中，桩长应按要求的抗震处理深度确定;桩长不宜短于4m。 (4)桩的直径 桩的直径应根据地基情况和成桩设备等因素确定。如采用30kW振冲器成桩时，碎石桩的桩径一般为0.7～1.0m。也可按每根桩所用的填料量计算，常为0.8～1.2m。 (5)桩间距 应根据荷载大小和原土的抗剪强度确定，可取为1.5～2.5m。荷载大或原土强度低时，宜取较小的间距。反之，宜取较大的间距。对桩端未达相对硬层的短桩，应取小间距。 (6)施工顺序 一般可采用“由里向外”或“一边向另一边”的顺序进行。因为“由外向里”的施工顺序常常是外围的桩都加固好后，再施工里面的桩时就很难挤振开来。 在地基强度较低的软松土地基中施工时，要考虑减少对地基土的扰动影响，因而可采用“间隔跳打”的方法。当加固区附近有其他建筑物时，必须先从邻近建筑物一边的桩开始施工，然后逐步向外推移，如图7-7所示。 图7-7 桩的施工顺序 3.施工工艺 1)振冲法施工的步骤，如图7-3所示:①清理平整施工场地，布置桩位。②施工机具就位，使振冲器对准桩位。③启动供水泵和振冲器，控制好水压和水量，将振冲器徐徐沉入土中直至达到设计深度。记录振冲器经各深度的水压、水量和留振时间。④成孔后边提升振冲器边冲水直至孔口，再放至孔底，重复2～3次以扩大孔径并使孔内泥浆变稀，清除孔内泥土，保证填料畅通并开始填料制桩。⑤大功率振冲器投料可不提出孔口，小功率振冲器下料困难时可将振冲器提出孔口填料，每次填料厚度不宜大于50cm。将振冲器沉入填料中进行振密制桩，当电流达到规定的密实电流值和规定的留振时间后，将振冲器提升30～50cm。⑥重复以上步骤，自下而上逐段制作桩体直至孔口，记录各段深度的填料量、最终电流值和留振时间，保证各值均符合设计规定。⑦关闭振冲器和水泵，移至下一孔位继续施工。 2)不加填料振冲加密宜采用大功率振冲器，为避免成孔时塌砂将振冲器包住，下沉速度宜快，成孔速度宜为8～10m/min，到达深度后将射水量减至最小，留振至密实电流达到规定值时，上提0.5m逐段振密至孔口，一般每米振密时间约1min。 3)桩体施工完毕后应将顶部预留的松散桩体挖除，如无预留应将松散桩头压实，随后铺设300～500mm厚的碎石垫层并压实垫层。施工现场应事先开设泥浆排放系统，设置沉淀池，不得任意排放废水废浆。 4)成孔顺序及施工要点。施工顺序如图7-7所示。施工中主要应注意掌握以下施工要点:①水压水量的控制。水压水量按下列原则选择:粘性土(应低水压水量不大)比砂性土为低;软土比硬土低;随深度适当增高，但接近加固深度1m处减低，以免底层土扰动;制桩比造孔低。②密实电流和留振时间的控制。密实电流限定值应根据现场制桩试验确定，对常用的30kW振冲器，密实电流一般为50～55A，在成桩时不能把振冲器刚接触填料的一瞬间的电流值作为密实电流。瞬时电流有时可高达100A以上，但只要把振冲器停住不下降，电流值立即变小。可见瞬时电流并不真正反映填料的密实程度。只有让振冲器在固定深度上振动一定时间(称为留振时间)而电流稳定在某一数值，这一稳定电流值才能代表填料的密实程度。要求稳定电流值超过规定的密实电流值。对粘性土地基留振时间一般为10～20s。③填料量控制。加料宜“少吃多餐”，即要勤加料，每批不宜加得太多。制桩时，一般孔底部分填料比其他部分多。主要原因有三个:开始加的料平分被粘在孔壁上;成孔过程水压水量控制不当，造成超深，从而使孔底填料量增多;孔底有局部软弱土层，造成填料超过正常用量。④在强度很低的软土地基中施工，要采用“先护壁，后制桩”的施工方法。即开孔时，先将振冲器沉到第一层软弱层，然后加料振挤，把这些填料挤到软弱土中，把这段孔壁保护住，接着再用同样方法处理下面的软弱层，直到达到加固深度。

为了确定振冲碎石桩单桩的承载力，并对碎石桩有效桩长进行研究，开展了碎石桩单桩承载力原位静载荷试验，采用最大堆载300t，载荷板直径为1m，采用320t千斤顶电泵加压，设计每级荷载增量为254.8kPa。施工现场如图8.49所示，压力盒布设示意图如图8.50所示。 图8.49 碎石桩单桩承载力原位静载荷试验现场 试验加载至第13级3312.4kPa的情况下，承力梁产生弯曲，不能继续加载，此时试验终止，根据试验记录结果绘制的P-s曲线如图8.51所示。从P-s曲线上看，0～4级近乎于直线，可判断其为压密变形阶段，第4级对应的荷载1019.2kPa定为临塑荷载，从第4级往下为塑性变形阶段，但没有明显的陡降段，P-s曲线上拐点没有出现，并且按照规范其沉降总量也未达到载荷板直径的6/100，桩体未发生破坏，因此可判定在第4级荷载（比例极限）后直至试验终止3312.4kPa，碎石桩一直处于塑性变形阶段，而未达到其理论极限承载力。 图8.50 碎石桩单桩承载力载荷试验振弦式压力盒布设示意图 图8.51 振冲碎石桩单桩极限承载力载荷试验P-s曲线

没有计算公式，可以用以下方法确定： （1）原位试验法：是一种通过现场直接试验确定承载力的方法。包括（静）载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等，其中以载荷试验法为最可靠的基本的原位测试法。 （2）理论公式法：是根据土的抗剪强度指标计算的理论公式确定承载力的方法。 （3）规范表格法：是根据室内试验指标、现场测试指标或野外鉴别指标，通过查规范所列表格得到承载力的方法。规范不同（包括不同部门、不同行业、不同地区的规范），其承载力不会完全相同，应用时需注意各自的使用条件。 （4）当地经验法：是一种基于地区的使用经验，进行类比判断确定承载力的方法，它是一种宏观辅助方法。 扩展资料 复合地基优点 （1）螺杆桩复合地基在地基中形成平面及空间合适的刚度梯度，从而获得了高强度的复合地基。 （2）螺杆桩复合地基中形成了土的三维应力状态，使土的强度高于其自身承载力的基本值，从而使土的参与工作系数大于1，这是任何其它类型复合地基无法实现的。 （3）螺杆桩复合地基中优化的竖向刚度，使之形成了三层地基，从而减小了复合地基的沉降。特别是它有效地解决了建筑物或构筑物的不均匀沉降问题。 （4）螺杆桩复合地基的设计可以有效降低地震力对结构的影响，同时，即使在建筑物过大水平位移情况下，仍可以有效的传递垂直荷载，并由于加固后消除了可液化土层，从而可以广泛地应用于地震区。 （5）螺杆桩复合地基可以采用国内具有的机械施工，因而具备了设备及工艺的广泛适应性。 （6）螺杆桩复合地基适合需要人工方法提高 其承载力的土层。如：杂填土、大孔隙土、淤泥质土、膨胀土、湿陷性黄土、松散状粉砂土，各种陆相、海相沉积或其陆、海相沉积互层。 （7）螺杆桩复合地基可以大幅度提高地基承载力、改善桩间土性能、减小沉降，因而可以广泛应用于高层建筑物以及机场、堆场、路基工程、桥梁基础、储油罐等工程的地基处理。 （8）螺杆桩复合地基中螺杆桩可用常规的建材，因此有材料来源广泛、材料廉价的特点。 （9）螺杆桩复合地基检测验收方法符合国家规范的要求。 参考资料来源：百度百科-地基承载力 参考资料来源：百度百科-复合地基