振动碎石桩施工.doc

QB/ZJWS5236—2003
振动碎石桩施工工艺标准
1 范围
本工艺标准适用于工业与民用建筑工程加固粘性土、粉土、饱和黄土、松散砂土和人工填土地基工程。
2 术语和定义
2.1
振冲碎石桩
系利用振冲器水冲成孔，填以砂石骨料，借振冲器的水平及垂直振动，振密填料，形成碎石桩体（称碎石桩法），与原地基构成复合地基，提高地基承载力和改善土体的排水将压通道，并对可能发生液化的砂土产生预振效应，防止液化。适用于加固松散砂土地基。对于粗砂土地基，则利用振冲器的振动和水冲过程，使粗砂土结构重新排列挤密，孔隙比可大大减小，相对密度显著增加，因而可不必另加砂石填料（称振冲挤密法）。
它的特点是：可提高地基承载力，节省三材，施工简单，加固期短，可因地制宜，就地取材，使用碎石、砂子、卵石、矿渣等填料，费用低廉。
3 施工准备

3.1 材料要求
填料可用坚硬、不受锓蚀影响的碎石、卵石、角砾、圆砾、矿渣以及砾砂、粗砂、中砂等，粗骨料粒径以20～50mm较合适，最大粒径不宜大于80mm，含泥量不宜大于5%，不得含有杂质、土块和已风化的石子。
3.2 主要机具设备
3.2.1 振冲机具设备
包括振冲器、起重机和水泵。常用型号及技术性能见表5236—1
表5236—1 振冲器的技术参数
型 号
ZCQ-13
ZCQ-30
ZCQ-55
BL-75
电机动功率（KW）
转 速（r/min）
额定电流（A）
13
1450
25.5
30
1450
60
55
1450
100
75
1450
150
不平衡重量（kg）
振动力（kN）
振 幅（mm）
29.0
35
4.2
66.0
90
4.2
104.0
200
5.0

160
7.0
表5236—1（续）
型 号
ZCQ13
ZCQ30
ZCQ55
BL75
振冲器外径（mm）
长 度（mm）
总重量（t）
274
2000
0.78
351
2150
0.94
450
2500
1.60
426
3000
2.05
3.2.2 操纵振冲器的起吊设备
可采用8～15t履带式起重机、轮胎式起重机、汽车吊或轨道式自行塔架等。
3.2.3 水泵及供水管道
要求水压力为400～600kPa，流量20～30m3/h，每台振冲器备用一台水泵。
3.2.3 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、加料设备（吊斗或翻斗车）等。
3.3 作业条件
作业条件与“灰土挤密桩施工工艺标准”的作业条件同。
4 施工操作工艺

4.1 振冲试验
施工前应先进行振冲试验，以确定成孔合适的水压、水量、成孔速度及填料方法；达到土体密实时的密实电流、填料量和留振时间（称为施工工艺的三要素）。一般控制标准是：密实电流不小于50A；填料量为每米桩长不小于0.6m3，留振时间30～60s。
4.2 振冲法施工工艺
见图5236—1。

4.3 振冲造孔顺序方法
可按表5236—2选用。
表5236—2 振冲造孔方法的选择
造孔方法
步 骤
优 缺 点
排孔法
由一端开始，依次逐步造孔到另一端结束
易于施工，且不易漏掉孔位；但当孔位较密时，后打的桩易倾斜和位移
跳打法
同一排孔采取隔一孔造一孔
先后造孔影响小；易保证桩的垂直度；但要防止漏掉孔位，并应注意桩位准确
围幕法
先造外围2～3圈（排）孔，然后造内圈（排），采用隔圈（排）造一圈（排）或依次向中心区造孔
可防止桩向较松一侧偏移；能减少振冲能量的扩散，振密效果好，可节约桩数10%～15%，大面积施工常采用此法；但施工时应注意防止漏掉孔位和保证其位置准确
4.4 振冲施工顺序
定位→成孔→清孔→填料→振实。
4.5 振冲施工
应先按图定位，然后将振冲器对准孔点，以1～2m/min速度徐徐沉入土中，每沉入0.5～1.0m，在该段高度悬留振冲5～10s进行扩孔，待孔内泥浆溢出时再继续沉入，使形成0.8～1.2m的孔洞，当下沉达到设计深度时，留振并减少射水压力（一般保持0.1MPa），以便排除泥浆进行清孔。亦可将振冲器以1～2m/min的均速沉至设计深度以上30～50cm，然后以3～5m/min的均速提出孔口，再用同法沉至孔底，如此反复1～2次，达到扩孔的目的。
4.6 成孔后孔内加料
把振冲器沉入孔内的填料中进行振密，至密实电流值达到规定值为止。如此提出振冲器、加料、沉入振冲器振密，反复进行直至桩顶，每次加料高度为0.5～0.8m。在砂性土中制桩时，亦可采用边振边加料的方法。
4.7 振密过程
宜小水量补给喷水，以降低孔内泥浆密度，有利于填料下沉，便于振捣密实。
5 质量标准

振冲地基的质量检验标准见表5236—3
表5236—3 振冲地基质量检验标准
施工质量验收的规定
检查方法
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
单位
数量
表5236—3 （续）
施工质量验收的规定
检查方法
项
序
检查项目
允许偏差或允许值
单位
数量
主控项目
1
填料粒径
设计要求
抽样检查
2
密实电流（粘性土）
密实电流（杀性土或粉土）
（以上为功率30KW振动器）
密实电流（其他类型振动器）
A
A

A
50～55
40～50

（1.5～2.0）A0
电流表读数

电流表读数，A0为空振电流
3
地基承载力
设计要求
按规定方法
一般项目
1
填料含泥量
%
＜5
抽样检查
2
振冲器喷水中心与孔径中心偏差
mm
≤50
用钢尺量
3
成孔中心与设计中心偏差
mm
≤100
用钢尺量
4
桩体直径
mm
＜50
用钢尺量
5
孔深
mm
±200
量钻杆或重锤测
6 成品保护

成品保护与“灰土挤密桩施工工艺标准”的成品保护相同。
7 安全措施

安全措施同“灰土挤密桩施工工艺标准”、“砂桩、砂井施工工艺标准”中的安全措施。
8 施工注意事项

8.1 振冲桩施工完毕，振冲最上1m左右时由于土覆压力小，桩的密实难以保证，宜于挖除，另作垫层，或另用振动碾压机进行碾压密实处理。
8.2 振动施工结束后，除砂土地基外，应间隔一不定期时间方可进行质量检验。对粘性土地基，间隔时间为3~4周，对粉土地基为2~3周。
8.3 振冲法用于处理粘粒含量小于10%的粗砂、中砂地基，亦可采用不加填料的振冲密实法（又称振冲挤密砂桩法）。主要是利用振动和压力水使砂层液化，砂颗粒相互挤密，重新排列，孔隙减少，从而提高砂层的承载力和抗液化能力。
8.4 振冲法不适于在地下水位较高、土质松散易塌方和含有大块石等障碍物的土层中使用。
8.5 冬期施工应将表层冻土破碎后造孔。每班施工完毕，应将供水管和振冲器内积水排净，以免冻胀损坏。