硬质土层施工沉管灌注桩的技术措施.doc

硬质土层施工沉管灌注桩的技术措施 平学荣、邵忠硬质土层施工沉管灌注桩的技术措施平学荣、邵忠（西南有色昆明勘测设计院）摘 要：结合某工程施工情况，介绍在含水量低、密实、硬塑坚硬土层地区施工振动沉管灌注桩的一些技术措施关键词：振动沉管灌注桩施工措施硬质土 工程概况红河体育馆位于蒙自县城东南郊，紧邻红河大道，平面呈“椭圆形”，占地面积10000m2，建筑物总高27米，框排结构，采用振动沉管灌注桩及独立承台基础。设计采用325mm桩管单打，成桩直径不小于400mm，设计桩长分为三类：类桩桩长为17.019.0米，类桩桩长为10.5米，类桩桩长为L=6.57.0米。施工前期施工进度较慢，后采取了一些技术措施，使得施工得以正常进行，进度得以提高。现介绍影响施工进度的一些因素及解决方法。 工程地质条件场地处于蒙自溶蚀断陷盆地东南部，上覆厚大的洪、湖积层；溶蚀断陷盆地东南部，上覆厚大的洪、湖积层；钻孔揭露深度范围内地层为受蒙自草坝东山断裂和与山北西大断裂控制，中间下陷、四周隆起形成的断陷盆地上覆土层，土层自上而下分布有第四系耕土层，第四系洪积、湖积粘性土层及呈透镜体薄层分布于粘性土层中粉土层、砾砂层。场区地基土（岩）层由上至下为：耕土、粘土、-1粉质粘土、-2粉土、粘土、-1粉质粘土、-2粉土、-3砾砂、粘土、-1粉质粘土、-2粉土、-3砾砂。各土层物理力学性质指标见下表：土层号土层名称凝聚力标准值Ck（KPa）内摩擦角标准值k(度)压缩模量Es（MPa）土的状态平均值(范围值)Il或e粘土4512.08.8Il=0.16(00.39)-1粉质粘土3220.07.5Il=0.10(00.24)-2粉土5937.09.5e=0.52粘土4512.014Il=0.05(00.18)-1粉质粘土3617.06.6Il=0.12(00.29)-2粉土2326.07.4e=0.55(0.520.62)-3砾砂中密粘土4513.013.9Il=0.01(00.06)-1粉质粘土6615.06.2Il=0.05(00.17)-2粉土2221.09.2e=0.54(0.460.68)-3砾砂中密由上表可以看出，场地土层多为密实粉土及硬塑坚硬粘土。 场地地下水类型为第四系孔隙潜水，实际施工前曾施工一空桩，5天后空桩壁依旧完整，未见地下水。观察附在管壁上的泥土，其粘性极好，可塑性极差，且含水量较低。 施工中遇到的问题及解决方法1) 常烧保险；拔管时电机起动困难，烧电机施工一开始，采用大激振力锤头（DZ-90KS）带325mm桩管直接沉管，因土层较粘、硬，沉管时造成电机电流过大（大于80120A），常烧保险，严重的烧坏电机。桩管下沉深度大于5米左右，只要一停机后再次起动锤头时，就非常困难，有时甚至无法起动；如果频繁的起动，就造成保险、电机经常烧坏。施工开始时使用的是每个电机功率45KW的双电机锤头，电机经常烧坏，造成了一定的经济损失；施工进度缓慢（1天只能施工1根桩），对完成工期要求有困难。后改用双电缆，增加电缆通过面积，并改用单电机功率30KW的双电机锤头，在施工桩长较短的类和类桩时，情况略有好转。2) 施工深度不能达到设计要求施工完桩长较短的类和类桩，但施工类桩时，由于沉管较长，土体回收后，对桩管的摩阻力加大，造成电机负荷过大，出现电流过大，电机、保险经常烧坏的现象，无法施工至设计深度。为了彻底解决这一问题，如期完工，这一次改进了桩管，在桩管的两个位置加焊了“扩径环”，具体改进如图1所示。桩管下沉过程中，扩径环1以上的桩管不与土体接触，减小了土体对桩管的摩阻力，就减小了沉桩时的电机负荷，使电机电流保持正常，保证了能够施工至设计深度；扩径环2的作用主要是导正，防止上部桩管因与土体的空间较大引起桩管横向抖动。经如此改进后，直到施工结束，没有再出现过电机被烧的现象，工程得以顺利进行。3) 经过以上两方面改进后，全部桩均施工至设计标高，经检测，桩身均无缺陷，优良桩占总测试桩数的60% 。 结语振动沉管灌注桩是将振动打桩锤与桩管刚性连接，形成一个振动体系，产生忽上忽下周期性的激振力，使桩管上下振动，当桩管的振动频率与地基土体的自振频率一致时，土体发生共振，土中的结合水释放出来成为自由水，颗粒间粘结力急剧下降，呈现液化状态，土体对桩管表面的摩阻力和端阻力均大为降低，桩管在自重和附加荷载作用下沉入到预定深度。在密实粉土及硬塑坚硬粘性土层中施工振动沉管灌注桩，土体颗粒间粘结力不易下降，当桩管上下直径一致时，土体回缩路径较小，对桩管表面的摩阻力较大，易抱住桩管，造成沉桩困难，为克服土体对桩管的摩阻力，采用桩管分段变径的方法是比较可行的一种措施。参考文献1 中华人民共和国国家标准.岩土工程勘察规范（GB50021-94）.北京：中国