[科普中国]-振冲碎石桩

基本原理

振冲碎石桩是复合地基，对桩间土不起明显的排水固结和加密作用，它是通过碎石桩对原地基土的置换，使碎石体在原地基土中起加筋作用。靠桩体比周围土的刚度大，使地基应力向碎石桩集中，达到降低在桩周土上的附加应力的作用，提高整个复合地基承载力，降低压缩性的目的。

碎石桩的加筋作用，要靠桩周土体的被动抗力控制桩体的径向变形，地基土不排水抗剪强度是反映桩周土体对碎石桩松散碎卵石填料起包裹围持能力的重要土性指标，是复合地基能否有效以及应用合理性的关键。不排水抗剪强度过低，振冲成桩工艺复杂，成桩困难，经济效益差，加固效果不好。2

施工要求①施工前应做好安全技术教育和施工中的安全技术交底工作，并认真布置现场的安全防护设施，配备施工人员所必需的安全防护用品。

②控制设备包括控制电流操作台、150A电流表、500v电压表以及供水管道。

③工作时必须正确佩戴个人防护用品，不得赤脚、露体，作业时应站在上风操作。遇大风天气停止作业。

④在夜间或者自然光线不足的场所进行工作，应设置足够的照明设备。

⑤在施工全过程中，严格执行打桩机械的安全操作规程，防止机械及人身安全事故的发生。

⑥振动或锤击沉桩机、冲击机操作时，应安放平稳，防止作业时突然倾倒或锤头突然下落，造成人员伤亡或设备损坏。

⑦成孔时，距振动锤、落锤、冲击锤6m范围内不得有人走动或进行其他作业。

⑧已成的孔尚未填夯碎石前，应加盖板，以免人员或物件掉人孔内。3

施工流程(1)桩位定位放样：在桩位中心打入木桩(长30 cm木方)。

(2)吊车就位：振冲器对准桩位，通电、通水，检查水压，电压和振冲器空载电流值是否正常。

(3)先打入带桩尖的套筒护壁，然后振冲器下沉，启动吊车使振冲器以1～2 m/min的速度在土中徐徐下沉，控制振冲器的额定电流，并进行记录。

(4)当振冲器下沉到设计桩端以上50 cm左右时(若成孔困难可加大水压或增加辅助射水管)，将振冲器提至孔口。

(5)重复3、4步骤一至二次，完成振冲成孔，将振冲器停在桩底以上50 cm左右处，进行清孔，待孔内循环泥浆稠度降低，即将振冲器提至孔口。

(6)填料：向孔内倾倒石料，每次下料不得超过0.5 m³(可根据地层增减填料量)，将振冲器下沉至孔内进行振密、拔筒、填料，振密程序一直进行至碎石桩桩顶达到设计标高以上1.0 m，确保桩头部质量。

(7)关闭振冲器和水泵，移位。4

工艺参数(1)加密电流减去空载电流大于等于50 A，加密段长度30～50cm，留振时间10 s，加密水压0.3～0.5 MPa。

(2)桩体采用含泥量不大于5%的碎石，粒径在20～150 mm。

(3)振冲碎石桩全长范围内进行超重型动力触探，检查桩的密实度及桩径。桩体的密实度控制指标按超重型动力触探取值。

(4)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，通常都大于地基面积。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。

(5)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。

(6)桩长的确定。当相对硬度的埋藏深度不大时，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4 m。

(7)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30 kW振冲器成桩时，碎石桩的桩径一般为0.7～1.0 m。也可按每根桩所用的填料量计算，常为0.8~1.2 m。

(8)桩间距。应根据荷载大小和原土的抗剪强度确定，可取为1.5～2.5 m。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。对桩端未达到相对硬层的短桩，应取小间距。4