專利名稱：粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法
粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法技術領域
本發明屬于粉細砂地基處理技術領域，尤其是涉及一種粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法。
背景技術：
隨著西部大開發的進一步深入，尤其是榆林能源重化工基地建設的推進，往日荒蕪的沙海如雨后春筍般崛起一片片櫛比鱗次的工廠和高樓。在榆林內蒙廣袤的毛烏素沙漠上，來自全國各地的建設者們，面臨著在松散的粉細砂上進行地基處理的技術課題。目前， 常用的地基處理方法主要包括水墜砂換填、強夯、水泥攪拌樁、灰土擠密樁、適用于處理粘粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基等的振沖密實法等。但是，由于粉細砂地基的地質具有以下特點一是上部風積砂非常松散，承載力較低且不均勻，工程性能差；二是砂子粘粒含量較小、砂顆粒間黏聚性差，空隙比大、滲水性強；三是不飽和砂粒間內摩擦力較大；四是淺層地下水蘊藏豐富等。因而，采用上述常用地基處理方法對粉細砂地基進行處理時，均不同程度地存在投入成本較高、施工工藝復雜、施工效率較低、地基加固處理效果較差、不適宜深層地基加固等多種缺陷和不足。因而，粉細砂地基的上述沙漠地質特性使得目前常用的各類地基處理方法均不能完全適用。發明內容
本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其施工方法簡單、設計合理、實現方便且造價低、工效快、施工質量易于保證，能解決現有地基處理方法對粉細砂地基處理時存在的投入成本較高、施工工藝復雜、施工效率較低、地基加固處理效果較差、不適宜深層地基加固等問題。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是一種粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征在于該方法包括以下步驟
步驟一、樁位測量放線按照常規的樁位測量放線方法，在所施工粉細砂地基上對需施工的多個振沖密實砂樁的樁位分別進行測量放線；
多個所述振沖密實砂樁呈等邊三角形布設，相鄰兩個所述振沖密實砂樁之間的間距均為1. 4m 1. 6m，且所述振沖密實砂樁的樁長不大于12m ；
步驟二、振沖密實砂樁施工采用常規振沖法施工中所用的振沖器對步驟一中多個所述振沖密實砂樁分別進行施工，且多個所述振沖密實砂樁的施工方法均相同，對于任一個所述振沖密實砂樁而言，其施工過程如下
步驟201、振沖器就位根據步驟一中對多個所述振沖密實砂樁的樁位測量放線結果，且采用吊裝設備將所述振沖器對準當前所施工振沖密實砂樁的樁位；所述振沖器的功率為Iw ；
步驟202、造孔旁振啟動所述振沖器和與所述振沖器相接的高壓水泵送系統，且控制所述振沖器以Vpf= lm/min 2m/min的下降速度由上至下逐漸垂直貫入所施工粉細砂地基內，直至下降至當前所施工振沖密實砂樁的樁底設計標高處，則完成當前所施工振沖密實砂樁的造孔過程，獲得成型樁孔一；且造孔過程中，所述高壓水泵送系統所泵送高壓水的水壓為0. 8MPa 1. 2MPa且其供水量為500L/min 700L/min ；
本步驟中，通過所述振沖器對當前所施工振沖密實砂樁進行造孔的同時，所述振沖器能同步對當前所施工振沖密實砂樁周側已施工完成的所述振沖密實砂樁的樁體進行擠密加固；
步驟203、振密成樁控制所述振沖器以提升速度Vis勻速緩慢向上提升至步驟 202中所述成型樁孔一的孔口，則完成當前所施工振沖密實砂樁的振密成樁過程，獲得施工完成的振沖密實砂樁；振密成樁過程中，所述高壓水泵送系統所泵送高壓水的水壓為 0. 4MPa 0. 6MPa且其供水量為250L/min 350L/min ；當前所施工振沖密實砂樁的成樁振密時間t = LX (10s/m lk/m)，其中L為當前所施工振沖密實砂樁的樁長；
本步驟中進行振密成樁之前，應先對振密成樁過程中所述振沖器的提升速度Vis 進行設定，且Vis= LXt ；
步驟三、多次重復步驟201至步驟203，直至完成步驟一中多個所述振沖密實砂樁的全部施工過程。
上述粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征是步驟一中多個所述振沖密實砂樁的周側均布設有多個短砂樁，各振沖密實砂樁周側所布設的多個所述短砂樁的樁長均為Im : ，且各振沖密實砂樁與其周側所布設的多個所述短砂樁之間的間距均為 0. 6m 0. 9m ；
步驟一中對多個所述振沖密實砂樁的樁位分別進行測量放線的同時，還需按照常規的樁位測量放線方法，對各振沖密實砂樁周側所布設的多個所述短砂樁的樁位分別進行測量放線；
相應地，步驟203中完成當前所施工振沖密實砂樁的振密成樁過程后，還需立即對步驟203中已施工完成的所述振沖密實砂樁進行掃樁處理；且進行掃樁處理過程中，需對步驟203中已施工完成的所述振沖密實砂樁周側所布設的多個所述短砂樁分別進行施工，多個所述短砂樁的施工方法均相同，對于任一個所述短砂樁而言，其施工過程如下
步驟I、振沖器就位根據步驟一中對各振沖密實砂樁周側所布設的多個所述短砂樁的樁位測量放線結果，且采用吊裝設備將步驟201中所述振沖器對準當前所施工短砂樁的樁位；
步驟II、造孔旁振啟動所述振沖器和與所述振沖器相接的高壓水泵送系統，且控制所述振沖器以Vpf= lm/min 2m/min的下降速度由上至下逐漸垂直貫入所施工粉細砂地基內，直至下降至當前所施工短砂樁的樁底設計標高處，則完成當前所施工短砂樁的造孔過程，獲得成型樁孔二 ；且造孔過程中，所述高壓水泵送系統所泵送高壓水的水壓為 0. 8MPa 1. 2MPa 且其供水量為 500L/min 700L/min ；
本步驟中，通過所述振沖器對當前所施工短砂樁進行造孔的同時，所述振沖器能同步對當前所施工短砂樁周側已施工完成的所述振沖密實砂樁的樁體進行擠密加固；
步驟III、振密成樁控制所述振沖器以步驟203中所述的提升速度Vis緩慢向上提升至步驟II中所述成型樁孔二的孔口，則完成當前所施工短砂樁的振密成樁過程；
步驟IV、多次重復步驟I至步驟IV，直至完成步驟203中已施工完成的所述振沖密實砂樁周側所布設多個所述短砂樁的施工過程。
上述粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征是步驟二中進行振沖密實砂樁施工時，通過對步驟202中所述振沖器的下降速度Vpf和步驟203中所述振沖器的提升速度Vis進行調整，使得步驟201中當前所施工振沖密實砂樁的造孔旁振與振密成樁時間之和T ( L/k，其中L為當前所施工振沖密實砂樁的樁長，k = lmin/m。
上述粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征是步驟202中所述的造孔過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V士20V且其工作電流均為50A 80A ；步驟 203中所述的振密成樁過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V士20V且其工作電流均為 40A 50A。
上述粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征是步驟II中所述的造孔過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V士20V且其工作電流均為50A 80A ；步驟 III中所述的振密成樁過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V士20V且其工作電流均為 40A 50A。
上述粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征是步驟一中多個所述振沖密實砂樁和各振沖密實砂樁周側所布設的多個短砂樁均呈豎直向布設；且步驟202和步驟II中所述的造孔過程中，應確保所述振沖器上所安裝的導管與豎直方向的夾角不大于5°。
上述粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征是步驟一中多個所述振沖密實砂樁的周側所布設短砂樁的數量均為兩個，且各振沖密實砂樁與其周側布設的兩個所述短砂樁呈“L”形布設。
上述粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征是兩個所述短砂樁包括一個布設于所述振沖密實砂樁正前側的短砂樁一和一個布設于所述振沖密實砂樁正左側或正右側的短砂樁二。
上述粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征是各振沖密實砂樁與其周側所布設的多個所述短砂樁之間的間距均為0. 7m 0. Sm。
上述粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征是步驟201中所述振沖器的功率為45Kw。
本發明與現有技術相比具有以下優點
1、施工方法簡單、設計合理、實現方便且造價比較低。
2、地基處理深度較深，容易保證施工的安全和質量，而且工效較高。
3、施工人員機具配置較少，適合多機組大面積作業，可大大縮短施工周期。
4、通過對造孔過程中的各工藝參數進行調整，實現了振沖器在滿足除了本身成孔的需要外，還具有對當前所造孔周側的樁體進行旁振，以達到擠密加固作用的效果。造孔施工過程中，振沖器能通過旁振作用對其同步對其周側5m 8m范圍內已施工完成的振沖密實砂樁的樁體進行擠密加固。而測試證明，施工完成的振沖密實砂樁除少部分樁體(一般為上覆荷載較大的樁體底部)可伴隨強力震動自行坍塌密實外，其余大部分樁體的回填料，都是由掃樁處理(即其周側所布設短砂樁的施工)及周邊其它振沖密實砂樁的造孔時隨水流溢出的砂回灌而成，因而本發明尤其適用于粉細砂地基的處理過程。
5、本發明將現有無填料振沖法施工振沖密實砂樁時，其成樁過程所采用的邊提升邊留振的成樁方式調整為控制振沖器以提升速度Vis勻速向上提升的成樁方式，不僅操控簡便，而且實現方便，成樁質量易控。
6、各振沖密實砂樁施工完成后及時進行掃樁處理，掃樁處理在振沖密實砂樁的整體加固中起著非常重要的作用，掃樁可消除因不加填料及樁頂部地基土上覆壓力小造成的振密效果減弱，從而影響振沖密實砂樁樁頂部的平整度和密實度的不良后果，且掃樁可增強振沖密實砂樁復合地基的整體加固效果。
7、施工效果好，不但適合加固松散的中粗砂地基，也非常適合處理粘粒含量不大于10%的松散粉細砂，本發明可使地基得到顯著的擠密加固效果，提高地基承載力，消除地基不均勻性。對于粘粒含量不大于10%的粉細砂比較純凈，黏聚性差，透水性強，特別適合振沖密實砂樁發揮其不加填料、原砂振密的優勢。利用強力水流造孔、伴隨強大振動力密實的振沖密實砂樁，其基本原理就是利用強力水流的沖擊力和水的重力所產生的水浸作用， 在水分子改變砂粒間物理特性的同時，施以高頻振動外力加速促進砂顆粒間重新排列組合，以達到減小空隙比、提高地基土密實度和場地均勻性的加固效果。通過驗證，打過振沖密實砂樁的松散沙層表面大多沉降了 300 800mm，說明處理范圍內宏觀體積縮小，微觀空隙比減小，密實度和均勻度等工程性質均得到有效提高，尤其適合毛烏素沙漠風積砂工程的處理過程。
綜上所述，本發明施工方法簡單、設計合理、實現方便且造價低、工效快、施工質量易于保證，能有效適用于粉細砂地基處理過程且處理效果好，能夠有效提高復合地基的承載力，并有效解決現有地基處理方法在粉細砂地基處理過程中存在的投入成本較高、施工工藝復雜、施工效率較低、地基加固處理效果較差、不適宜深層地基加固等多種缺陷和不足。
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本發明的施工方法流程框圖。
圖2為采用本發明施工完成的多個振沖密實砂樁和各振沖密實砂樁周側所布設多個短砂樁的布設位置示意圖。
圖3為圖2的A-A剖視圖。
附圖標記說明
1-振沖密實砂樁； 2-短砂樁。 3-所施工粉細砂地基。
具體實施方式
如圖1所示的一種粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，包括以下步驟
步驟一、樁位測量放線按照常規的樁位測量放線方法，在所施工粉細砂地基3上對需施工的多個振沖密實砂樁1的樁位分別進行測量放線，詳見圖2及圖3 ；
多個所述振沖密實砂樁1呈等邊三角形布設，相鄰兩個所述振沖密實砂樁1之間的間距均為1. 4m 1. 6m，且所述振沖密實砂樁1的樁長不大于12m。所述振沖密實砂樁1 的樁徑為0. 9m±0. 2m。
因而，實際布樁時，多個所述振沖密實砂樁1的樁孔呈等邊三角形布樁方式(或稱正三角形布樁方式)。由于多個所述振沖密實砂樁1呈等邊三角形布設，因而任一個振沖密實砂樁1與其前側或后側相鄰的兩個振沖密實砂樁1均分別布設在一個邊長為1. 4m 1. 6m的等邊三角形的三個頂點上。
本實施例中，相鄰兩個所述振沖密實砂樁1之間的間距均為1. 5m,且所述振沖密實砂樁1的樁長為8m 11m。實際施工過程中，可以根據實際需要，對相鄰兩個所述振沖密實砂樁1之間的間距和各振沖密實砂樁1的樁長進行相應調整。所述振沖密實砂樁1的樁徑為0. 9mο
實際對振沖密實砂樁1的樁位進行測量放線時，其樁位使用鋼尺測放，根據樁位圖進行各軸線及樁位測量定點，軸線樁位點采用木樁固定。各軸線樁外引控制點，作為復測校核的基準點并采取保護措施。
步驟二、振沖密實砂樁施工采用常規振沖法施工中所用的振沖器對步驟一中多個所述振沖密實砂樁1分別進行施工，且多個所述振沖密實砂樁1的施工方法均相同，對于任一個所述振沖密實砂樁1而言，其施工過程如下
步驟201、振沖器就位根據步驟一中對多個所述振沖密實砂樁1的樁位測量放線結果，且采用吊裝設備將所述振沖器對準當前所施工振沖密實砂樁1的樁位。所述振沖器的功率為45KW士 5Kw。
本實施例中，所述振沖器的功率為45Kw，實際施工時，可根據具體需要，對所述振沖器的功率進行相應調整。
步驟202、造孔旁振啟動所述振沖器和與所述振沖器相接的高壓水泵送系統，且控制所述振沖器以Vpf= lm/min 2m/min的下降速度由上至下逐漸垂直貫入所施工粉細砂地基3內，直至下降至當前所施工振沖密實砂樁的樁底設計標高處，則完成當前所施工振沖密實砂樁1的造孔過程，獲得成型樁孔一；且造孔過程中，所述高壓水泵送系統所泵送高壓水的水壓為0. 8MPa 1. 2MPa且其供水量為500L/min 700L/min。
本實施例中，所述振沖器的下降速度Vpf= lm/min。實際施工時，可根據具體需要， 對所述振沖器的下降速度V@在lm/min 2m/min的范圍內進行相應調整。
本步驟中，通過所述振沖器對當前所施工振沖密實砂樁1進行造孔的同時，所述振沖器能同步對當前所施工振沖密實砂樁1周側已施工完成的所述振沖密實砂樁1的樁體進行擠密加固。
根據測試得出，步驟202中所述振沖器在造孔過程中，還能同步對其周側5m 8m 范圍內已施工完成的振沖密實砂樁1的樁體進行擠密加固。
步驟203、振密成樁控制所述振沖器以提升速度Vis勻速緩慢向上提升至步驟 202中所述成型樁孔一的孔口，則完成當前所施工振沖密實砂樁1的振密成樁過程，獲得施工完成的振沖密實砂樁1 ；振密成樁過程中，所述高壓水泵送系統所泵送高壓水的水壓為 0. 4MPa 0. 6MPa且其供水量為250L/min 350L/min ；當前所施工振沖密實砂樁1的成樁振密時間t = LX (10s/m lk/m)，其中L為當前所施工振沖密實砂樁1的樁長。
本步驟中進行振密成樁之前，應先對振密成樁過程中所述振沖器的提升速度Vis 進行設定，且V提=L/t，即V提=(1/10 l/15)m/s。
本實施例中，Vis= 0. lm/s，實際施工時，可根據具體需要，對所述振沖器的提升速度Vis在(1/10 l/15)m/s的范圍內進行相應調整。
步驟三、多次重復步驟201至步驟203，直至完成步驟一中多個所述振沖密實砂樁 1的全部施工過程。
本實施例中，步驟一中多個所述振沖密實砂樁1的周側均布設有多個短砂樁2，各振沖密實砂樁1周側所布設的多個所述短砂樁2的樁長均為Im 3m，且各振沖密實砂樁1 與其周側所布設的多個所述短砂樁2之間的間距均為0. 6m 0. 9m。
實際施工過程中，步驟一中對多個所述振沖密實砂樁1的樁位分別進行測量放線的同時，還需按照常規的樁位測量放線方法，對各振沖密實砂樁1周側所布設的多個所述短砂樁2的樁位分別進行測量放線。
本實施例中，步驟一中多個所述振沖密實砂樁1的周側所布設短砂樁2的數量均為兩個，且各振沖密實砂樁1與其周側布設的兩個所述短砂樁2呈“L”形布設。
實際布設時，兩個所述短砂樁2包括一個布設于所述振沖密實砂樁1正前側的短砂樁一和一個布設于所述振沖密實砂樁1正左側或正右側的短砂樁二。本實施例中，各振沖密實砂樁1與其周側所布設的多個所述短砂樁2之間的間距均為0. 7m 0. Sm。
本實施例中，所述短砂樁2的樁徑與振沖密實砂樁1的樁徑相同。
相應地，步驟203中完成當前所施工振沖密實砂樁1的振密成樁過程后，還需立即對步驟203中已施工完成的所述振沖密實砂樁1進行掃樁處理；且進行掃樁處理過程中，需對步驟203中已施工完成的所述振沖密實砂樁1周側所布設的多個所述短砂樁2分別進行施工，多個所述短砂樁2的施工方法均相同，對于任一個所述短砂樁2而言，其施工過程如下
步驟I、振沖器就位根據步驟一中對各振沖密實砂樁1周側所布設的多個所述短砂樁2的樁位測量放線結果，且采用吊裝設備將步驟201中所述振沖器對準當前所施工短砂樁2的樁位。
步驟II、造孔旁振啟動所述振沖器和與所述振沖器相接的高壓水泵送系統，且控制所述振沖器以Vpf= lm/min 2m/min的下降速度由上至下逐漸垂直貫入所施工粉細砂地基3內，直至下降至當前所施工短砂樁2的樁底設計標高處，則完成當前所施工短砂樁 2的造孔過程，獲得成型樁孔二 ；且造孔過程中，所述高壓水泵送系統所泵送高壓水的水壓為 0. 8MPa 1. 2MPa 且其供水量為 500L/min 700L/min。
本實施例中，所述振沖器的下降速度Vpf= lm/min。實際施工時，可根據具體需要， 對所述振沖器的下降速度V@在lm/min 2m/min的范圍內進行相應調整。
本步驟中，通過所述振沖器對當前所施工短砂樁2進行造孔的同時，所述振沖器能同步對當前所施工短砂樁2周側已施工完成的所述振沖密實砂樁的樁體進行擠密加固。
根據測試得出，步驟II中所述振沖器在造孔過程中，還能同步對其周側5m 8m 范圍內已施工完成的振沖密實砂樁1的樁體進行擠密加固。
步驟III、振密成樁控制所述振沖器以步驟203中所述的提升速度Vis緩慢向上提升至步驟II中所述成型樁孔二的孔口，則完成當前所施工短砂樁2的振密成樁過程。
本實施例中，Vis= 0. lm/s，實際施工時，可根據具體需要，對所述振沖器的提升速度Vis在(1/10 l/15)m/s的范圍內進行相應調整。
步驟IV、多次重復步驟I至步驟IV，直至完成步驟203中已施工完成的所述振沖密實砂樁1周側所布設多個所述短砂樁2的施工過程。10
同時，步驟二中進行振沖密實砂樁施工時，通過對步驟202中所述振沖器的下降速度V 和步驟203中所述振沖器的提升速度Vis進行調整，使得步驟201中當前所施工振沖密實砂樁1的造孔旁振與振密成樁時間之和T ^ L/k，其中L為當前所施工振沖密實砂樁的樁長，k = lmin/m。其中，T = L/V降+L/V提。
實際施工時，步驟202中所述的造孔過程中，所述振沖器的工作電壓均為 380V士20V且其工作電流均為50A 80A ；步驟203中所述的振密成樁過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V士20V且其工作電流均為40A 50A。步驟II中所述的造孔過程中， 所述振沖器的工作電壓均為380V士20V且其工作電流均為50A 80A ；步驟III中所述的振密成樁過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V士20V且其工作電流均為40A 50A。
具體施工過程中，可根據實際具體需要，對所述振沖器的工作電壓和工作電流進行相應調整。本實施例中，步驟202中所述的造孔過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V 且其工作電流均為65A士5A ；步驟203中所述的振密成樁過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V且其工作電流均為45A士2A。步驟II中所述的造孔過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V且其工作電流均為65A士5A ；步驟III中所述的振密成樁過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V且其工作電流均為45A士 2A。
本實施例中，步驟一中多個所述振沖密實砂樁1和各振沖密實砂樁1周側所布設的多個短砂樁2均呈豎直向布設；且步驟202和步驟II中所述的造孔過程中，應確保所述振沖器上所安裝的導管與豎直方向的夾角不大于5°。
綜上，步驟202中和步驟II中所述的造孔過程中，由于所述振沖器鉆進沖擊原砂土，且所述振沖器的功率值發揮到最大值，伴之產生強大的高頻水平震動力，有效影響半徑在5m 8m，此時所述振沖器的工作電流(即造孔電流)一般在50A 80A。因而，所述振沖器在滿足除了本身成孔的需要外，還具有對當前所造孔周側的樁體進行旁振，以達到擠密加固作用的效果。因而，步驟202中對當前所施工振沖密實砂樁1進行造孔施工過程中， 所述振沖器能通過旁振作用對其同步對其周側5m 8m范圍內已施工完成的振沖密實砂樁 1的樁體進行擠密加固。
事實上，現有的無填料振沖法施工振沖密實砂樁1過程中，均采用邊提升邊留振的方式實現樁體擠密，但是在粉細砂地基處理中，除少部分樁體(一般為上覆荷載較大的樁體底部)可伴隨強力震動自行坍塌密實外，上述邊提升邊留振的方式幾乎影響當前所施工振沖密實砂樁1的密實效果，也就是說，現有的無填料振沖法在粉細砂地基中所施工成型的振沖密實砂樁1的密實度差，地基加固效果不好。因而，本發明中采用造孔旁振的方式，具體是通過周側振沖密實砂樁1的造孔過程中的旁振作用對已施工完成振沖密實砂樁 1的樁體進行擠密加固。也就是說，步驟203中所施工完成的振沖密實砂樁1的樁體是不夠密實的，必須通過周側其它振沖密實砂樁1的造孔過程中所產生的旁振作用進行進一步加固。
本發明將現有無填料振沖法施工振沖密實砂樁1時，其成樁過程所采用的邊提升邊留振的成樁方式調整為控制振沖器以提升速度Vis勻速向上提升的成樁方式，不僅操控簡便，而且實現方便，成樁質量易控。
由于振沖密實砂樁1依靠原砂振密來加固地基，因而只有進行充分的掃樁處理， 才能保證樁頂部的密實度。因而，步驟203中施工完成所述振沖密實砂樁1后，需及時對當前所施工振沖密實砂樁1進行掃樁處理，也就是說，各振沖密實砂樁1施工完成后，均必須及時進行掃樁處理。實際進行掃樁處理，各短砂樁2的施工工序控制及技術要求均與振沖密實砂樁1的各項技術要求相同。同時，本發明中還需進行掃樁處理，掃樁處理在振沖密實砂樁1的整體加固中起著非常重要的作用。所謂掃樁，就是在已施工完成振沖密實砂樁1之間的樁間土上增設多個短砂樁。掃樁可消除因不加填料及樁頂部地基土上覆壓力小造成的振密效果減弱，從而影響振沖密實砂樁1樁頂部的平整度和密實度的不良后果，且掃樁可增強振沖密實砂樁復合地基的整體加固效果。經測試發現，采用本發明所施工完成的振沖密實砂樁1，除少部分樁體(一般為上覆荷載較大的樁體底部)可伴隨強力震動自行坍塌密實外，其余大部分樁體的回填料，都是由掃樁處理(即其周側所布設短砂樁的施工)及周邊其它振沖密實砂樁1的造孔時隨水流溢出的砂回灌而成。由于造孔過程中，容易發生孔壁坍塌，為了避免塌砂將所述振沖器抱住，即產生所謂“夾樁”現象，要求造孔旁振下降速度Vpf不宜過快，速度宜為lm/min 2m/min，達到設計深度后將射水量減小，拔管成樁。實際施工過程中，因缺水干鉆、突發性停電、持力層變化等原因，造成樁孔壁沙層坍塌，塌落的沙子將所述振沖器抱死無法提鉆，形成“夾樁”現象時， 嚴禁硬拔所述導管，其嚴重后果可能是將吊裝設備大臂折彎或振沖器拔斷。塌孔夾樁應急措施1)夾樁后操作人員應立即關閉高壓水泵送系統(具體是高壓水泵)，防止樁端水壓力過大，不利于提鉆；振沖器的電機保持運轉，將抱緊振沖器的沙子慢慢振松后，徐徐提鉆到未塌孔斷面；2)夾樁時，如樁端未到持力層，應在充分洗孔后再次鉆進，再次鉆進的速度應大于 30s/m,每次進深小于300mm，并反復提鉆護孔，直至到達設計深度；3)夾樁情況嚴重，憑借振沖器自身能力無法脫困時，應關機停止振動，使用專用沖桿從樁孔側面選擇2-3個點實施沖孔作業，沖孔深度必須超過夾樁斷面，待夾樁沙層松散后開機提鉆；4)沖孔成功恢復施工后，必須保證樁端進入持力層，并在成樁后加強掃樁處理。實際施工過程中，對步驟一中多個所述振沖密實砂樁1進行施工時，其施工順序宜按常規的排樁法逐個進行。以下對本發明所采用的不加填料振沖密實砂樁施工方法與現有幾種地基處理方法的地基處理效果進行對比其中，本發明所采用的不加填料振沖密實砂樁施工方法的地基處理效果見表1 表1本發明所采用不加填料振沖密實砂樁施工方法的地基處理效果對比表
權利要求
1.一種粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、樁位測量放線按照常規的樁位測量放線方法，在所施工粉細砂地基C3)上對需施工的多個振沖密實砂樁(1)的樁位分別進行測量放線；多個所述振沖密實砂樁(1)呈等邊三角形布設，相鄰兩個所述振沖密實砂樁(1)之間的間距均為1. 4m 1. 6m，且所述振沖密實砂樁(1)的樁長不大于12m ；步驟二、振沖密實砂樁施工采用常規振沖法施工中所用的振沖器對步驟一中多個所述振沖密實砂樁(1)分別進行施工，且多個所述振沖密實砂樁(1)的施工方法均相同，對于任一個所述振沖密實砂樁(1)而言，其施工過程如下步驟201、振沖器就位根據步驟一中對多個所述振沖密實砂樁(1)的樁位測量放線結果，且采用吊裝設備將所述振沖器對準當前所施工振沖密實砂樁(1)的樁位；所述振沖器的功率為45Kw士 5Kw ；步驟202、造孔旁振啟動所述振沖器和與所述振沖器相接的高壓水泵送系統，且控制所述振沖器以Vpf= lm/min 2m/min的下降速度由上至下逐漸垂直貫入所施工粉細砂地基(3)內，直至下降至當前所施工振沖密實砂樁的樁底設計標高處，則完成當前所施工振沖密實砂樁(1)的造孔過程，獲得成型樁孔一；且造孔過程中，所述高壓水泵送系統所泵送高壓水的水壓為0. 8MPa 1. 2MPa且其供水量為500L/min 700L/min ；本步驟中，通過所述振沖器對當前所施工振沖密實砂樁(1)進行造孔的同時，所述振沖器能同步對當前所施工振沖密實砂樁(1)周側已施工完成的所述振沖密實砂樁(1)的樁體進行擠密加固；步驟203、振密成樁控制所述振沖器以提升速度Vis勻速緩慢向上提升至步驟202中所述成型樁孔一的孔口，則完成當前所施工振沖密實砂樁(1)的振密成樁過程，獲得施工完成的振沖密實砂樁(1)；振密成樁過程中，所述高壓水泵送系統所泵送高壓水的水壓為 0. 4MPa 0. 6MPa且其供水量為250L/min 350L/min ；當前所施工振沖密實砂樁(1)的成樁振密時間t = LX (10s/m lk/m)，其中L為當前所施工振沖密實砂樁(1)的樁長；本步驟中進行振密成樁之前，應先對振密成樁過程中所述振沖器的提升速度Vis進行設定，且V提=L/t ；步驟三、多次重復步驟201至步驟203，直至完成步驟一中多個所述振沖密實砂樁(1) 的全部施工過程。
2.按照權利要求1所述的粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征在于 步驟一中多個所述振沖密實砂樁(1)的周側均布設有多個短砂樁O)，各振沖密實砂樁(1) 周側所布設的多個所述短砂樁( 的樁長均為Im : ，且各振沖密實砂樁(1)與其周側所布設的多個所述短砂樁⑵之間的間距均為0. 6m 0. 9m ；步驟一中對多個所述振沖密實砂樁(1)的樁位分別進行測量放線的同時，還需按照常規的樁位測量放線方法，對各振沖密實砂樁(1)周側所布設的多個所述短砂樁O)的樁位分別進行測量放線；相應地，步驟203中完成當前所施工振沖密實砂樁(1)的振密成樁過程后，還需立即對步驟203中已施工完成的所述振沖密實砂樁(1)進行掃樁處理；且進行掃樁處理過程中，需對步驟203中已施工完成的所述振沖密實砂樁(1)周側所布設的多個所述短砂樁( 分別進行施工，多個所述短砂樁O)的施工方法均相同，對于任一個所述短砂樁( 而言，其施工過程如下步驟I、振沖器就位根據步驟一中對各振沖密實砂樁(1)周側所布設的多個所述短砂樁O)的樁位測量放線結果，且采用吊裝設備將步驟201中所述振沖器對準當前所施工短砂樁⑵的樁位；步驟II、造孔旁振啟動所述振沖器和與所述振沖器相接的高壓水泵送系統，且控制所述振沖器以Vpf= lm/min 2m/min的下降速度由上至下逐漸垂直貫入所施工粉細砂地基(3)內，直至下降至當前所施工短砂樁( 的樁底設計標高處，則完成當前所施工短砂樁 (2)的造孔過程，獲得成型樁孔二 ；且造孔過程中，所述高壓水泵送系統所泵送高壓水的水壓為0. 8MPa 1. 2MPa且其供水量為500L/min 700L/min ；本步驟中，通過所述振沖器對當前所施工短砂樁( 進行造孔的同時，所述振沖器能同步對當前所施工短砂樁( 周側已施工完成的所述振沖密實砂樁的樁體進行擠密加固；步驟III、振密成樁控制所述振沖器以步驟203中所述的提升速度Vis緩慢向上提升至步驟II中所述成型樁孔二的孔口，則完成當前所施工短砂樁O)的振密成樁過程；步驟IV、多次重復步驟I至步驟IV，直至完成步驟203中已施工完成的所述振沖密實砂樁(1)周側所布設多個所述短砂樁O)的施工過程。
3.按照權利要求1或2所述的粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征在于步驟二中進行振沖密實砂樁施工時，通過對步驟202中所述振沖器的下降速度Vpf和步驟203中所述振沖器的提升速度Vis進行調整，使得步驟201中當前所施工振沖密實砂樁 (1)的造孔旁振與振密成樁時間之和T ^ LXk，其中L為當前所施工振沖密實砂樁的樁長， k = lmin/m。
4.按照權利要求1所述的粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征在于 步驟202中所述的造孔過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V士20V且其工作電流均為 50A 80A ；步驟203中所述的振密成樁過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V士 20V且其工作電流均為40A 50A。
5.按照權利要求2所述的粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征在于 步驟II中所述的造孔過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V士20V且其工作電流均為 50A 80A ；步驟III中所述的振密成樁過程中，所述振沖器的工作電壓均為380V士20V且其工作電流均為40A 50A。
6.按照權利要求2所述的粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征在于 步驟一中多個所述振沖密實砂樁(1)和各振沖密實砂樁周側(1)所布設的多個短砂樁(2) 均呈豎直向布設；且步驟202和步驟II中所述的造孔過程中，應確保所述振沖器上所安裝的導管與豎直方向的夾角不大于5°。
7.按照權利要求2所述的粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征在于 步驟一中多個所述振沖密實砂樁(1)的周側所布設短砂樁O)的數量均為兩個，且各振沖密實砂樁(1)與其周側布設的兩個所述短砂樁(2)呈“L”形布設。
8.按照權利要求7所述的粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征在于 兩個所述短砂樁( 包括一個布設于所述振沖密實砂樁(1)正前側的短砂樁一和一個布設于所述振沖密實砂樁(1)正左側或正右側的短砂樁二。
9.按照權利要求2所述的粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征在于 各振沖密實砂樁(1)與其周側所布設的多個所述短砂樁(2)之間的間距均為0. 7m 0. Sm。
10.按照權利要求1或2所述的粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，其特征在于步驟201中所述振沖器的功率為45Kw。
全文摘要
本發明公開了一種粉細砂地基不加填料振沖密實砂樁施工方法，包括步驟步驟一、樁位測量放線；二、振沖密實砂樁施工任一個振沖密實砂樁的施工過程如下振沖器就位；造孔旁振控制振沖器以V降垂直貫入粉細砂地基直至樁底設計標高處；造孔過程中，振沖器同步對當前所施工振沖密實砂樁周側已施工完成樁體進行擠密加固；振密成樁控制振沖器以V提勻速緩慢向上提升至孔口；步驟三、完成多個振沖密實砂樁的施工過程。本發明施工方法簡單、設計合理、實現方便且造價低、工效快、施工質量易于保證，能解決現有地基處理方法對粉細砂地基處理時存在的投入成本較高、施工工藝復雜、施工效率較低、地基加固處理效果較差、不適宜深層地基加固等問題。
文檔編號E02D3/08GK102561304SQ20121004504
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月27日 優先權日2012年2月27日
發明者張峰, 張雪娥, 李逢博, 樊月英, 王勇, 石會榮, 趙長經, 高博 申請人:陜西建工集團第六建筑工程有限公司