振动成桩法

1.施工机具

通常振动挤密砂桩的施工机械包括以下几部分∶振动机、料斗、振动套管等组成的振动打桩机。吊钩、减振器悬挂在中间，可沿着导架上下移动，套管的下端装有底盖和排砂活瓣。为了使砂能有效地排出或套管容易打入，对于采用重复压管法成桩的打桩机上还装有高压空气（或水）喷射装置。其配套的机械有∶起重机、装砂机、空压机、施工管理仪器等。振动砂桩机如图6.4.1。

2.施工工艺

振动挤密砂桩的成桩工艺就是在振动机的振动作用下，把带有底盖或排砂活瓣的套管打入规定的设计深度，套管入土后，挤密了套管周围的土体，然后投入砂子，排砂于土中，经振动密实而成为砂桩。振动密实砂桩的施工顺序如下（图6.4.2）;

（1）在地面上将套管的位置确定好;

（2）开动振动机，将套管打入土中，如遇有坚硬难打的土层，可辅以喷气或射水助沉;

（3）将套管打人到预定的设计深度，然后由上部送料斗投入套管一定量的砂;

（4）将套管拉拔到一定的高度，套管内的砂即被压缩空气（或在自重作用下）排砂于土中;

（5）再将套管打入规定的深度，并加以振动.使排出的砂振密，于是，砂再一次挤压周围的土体;

（6）再一次投砂于套管内，将套管拉拔到规定的高度;

（7）将以上的打桩工艺重复多次，一直打到地面，即成为砂桩。

目前，振动挤密砂桩的成桩工艺有三种;一次拔管成桩法、逐步拔管成桩法和重复压管成桩法。具体的施工工艺流程图如图6.4.2和图6.4.3。

（1）一次拔管法施工工艺①桩靴闭合，桩管垂直就位;②将桩管沉入土层中到设计深度;③将料斗插入桩管，向桩管内灌砂;④边振动边拔出桩管到地面而成桩。（2）逐次拔管法施工工艺①桩管垂直就位，桩靴闭合;②将桩管沉人土层中到设计深度;③将料斗插入桩管，向桩管内灌砂;

④边振动边拔出桩管，每拔出一定长度，应停拔继续留振若干秒，如此反复进行，直到桩管拔出地面而成桩。

（3）重复压管法施工工艺①桩管垂直就位;

②将桩管沉人土层中到设计深度，如果桩管下沉速度较慢，可以利用桩管下端喷射嘴射水，加快下沉速度;

③用料斗向桩管内灌砂;

④按规定的拔出高度拔起桩管，同时向桩管内送入压缩空气。使砂容易排出，桩管拔起后核定砂的排出量;

⑤按规定的压下高度再向下压桩管，将落入桩孔内的砂压实;⑥重复进行③～⑤的工序，直到桩管拔出地面而成桩。3.保证砂桩施工质量的几项措施

在砂桩的施工过程中，为保证砂桩施工质量，须注意采取以下几项措施;

（1）为使施工过程排砂充分，桩管拉拔时不宜太快，以保证桩身的连续性。拔管速度可根据现场试验确定。通常的拔管速度宜控制在 2m/min左右。

（2）在套管未入土之前，先在套管内投砂（石）2~3斗（约1.0~1.5m²³），打到规定深度时，要复打2~3次，这样可以保证桩底成孔质量。

在软弱粘性土中，如不采取这个措施，砂桩底部就会出现夹泥断桩现象。因为套管在打人规定深度拉拔管时，没有挤密的软粘土又会重新回复。形成缩颈或断桩，同时底部的软粘土极其软弱，受到振动后会往下塌沉。采用上述措施后，由于复打2~3次，使底部的土更密实，成孔更好，再加上有少量的砂被排出，分布在桩周，这样既挤密桩周的土，又形成较为坚硬的砂泥混合的孔壁，对成桩极为有利。

（3）每段成桩不宜过大。成桩段过大，易造成排砂不畅的现象。如遇排砂不畅可适当加大拉拔高度或适当加大风压。在打入或排砂时，套管内也会产生排砂不畅及泥砂倒流现象，这可能是套管打下时，产生较大的孔隙水压力，再加上外部风管的残余风压，形成较大的反冲力量所致。如加大风压，就可克服这些现象。桩管快拔出地面时，应减小风压，以防止砂料外飘。

（4）注意贯入和电流曲线。如土质较硬或排砂量正常，贯人曲线平缓，而电流曲线变化幅度大。（5）套管内的砂料应保持一定的高度。

（6）在图6.4.3中所示的逐次拔管法中，每段拔起的高度和留振的时间，可由现场试验确定。（7）为使砂能从套管中顺利排出，向套管内灌砂的同时，应向桩管内通压缩空气或水。（8）控制每段砂桩的灌砂量，以保证成桩后桩的直径达到设计要求。一般应按桩孔体积和砂在中密状态下的干密度计算，其实际灌砂量（不含水量）不得少于计算值的 95%，当实际灌砂量未达到这个要求或设计要求时，可在原位再沉下桩管灌砂复打一次或在旁边补加1根砂桩，每根砂桩单位长度的灌砂量可由式（6.3.1）、式（6.3.2）或式（6.3.14）计算。

（9）对重复压管施工工艺，桩管每次拔起和压下的高度，应根据砂桩直径要求，通过试验确定。

（10）对重复压管法的质量控制，除按上述有关质量控制的措施之外，还有两项措施可采用∶

①测定砂的排出率

桩管拔起到规定高度后，用测锤测定桩管内砂面的位置，如图6.4.4。

4.振动成桩法的施工注意事项

（1）正式施工前应进行成桩试验，试验桩的数量应不少于7~9根，以验证试验参数的合理性。当发现不能满足设计要求时，应及时会同设计单位予以调整桩间距、灌砂量等.对此。有关设计参数需重新试验或改变设计。

（2）正式施工时，要严格按照设计提出的桩长、桩距、桩径、灌砂量以及试验确定的桩管打拔速度和高度、挤压次数和留振时间、电机的工作电流等施工参数进行施工，以确保挤压均匀和桩身的连续性。

（3）应保证起重设备平稳，导向架与地面垂直。且垂直偏差不应大于1.5%。成孔中心与设计桩心偏差不应大于50mm.桩径偏差控制在-20mm 以内。桩长偏差不大于100mm。

（4）灌砂量不应小于设计值的95%，如不能顺利下料，即排砂不畅时。可采取前述的质量保证措施的有关内容。