振动沉管成桩施工工艺研究成果

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。

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。