中国水利水电第十三工程局有限公司 天津 300000
摘要：普通砂土地基挤密碎石桩振动沉管法施工中发现标段内地面下3~4m处存在硬层，原振动沉管法挤密砂石桩等成桩工艺成桩较难存在塌孔现象并且效率低下。后采用小螺旋钻引孔法、重锤夯实法等均不能较好成桩。经过反复试验发现采用静力压桩机进行挤密砂石桩施工能够较好成桩且具有成桩速度快、能耗功效高、施工质量有保障的特点。本文笔者，将静力压桩设备引入挤密碎石桩施工中，提出了挤密碎石桩施工的新方案，供读者参考。
关键词：挤密砂石桩；静压桩法；充盈系数；空桩；有限桩
1.工程概述
南水北调中线工程郑州段施工时其地基为砂性土结构，渠底板有细砂和重砂壤土地质，渠坡主要由细砂构成。细砂（alQ4）厚3.0～11.6m，中等透水，土质不均，存在地震液化潜势，设计采用挤密砂石桩抗液化措施消除地震液化,确保渠坡稳定，原振动沉管法挤密砂石桩等成桩工艺成桩较难存在塌孔现象并且效率低下，无法较好成桩。
2.施工特点
2.1与传统挤密砂石桩施工方法相比较，本工法特别强调了空桩区有效桩处理深度和处理桩长的控制，能够较好的保证含空桩区挤密桩的施工质量。
2.2静力压桩机施工效率稳定，每台班可施工φ600、桩长10m桩40根，较振动沉管成桩效率高一倍有余，能够缩短施工工期。
3 适用范围
本工法适用于具备地震液化趋势而采用传统振动沉管等工艺无法施工的砂性土、非饱和粘性土，以炉灰、矿渣、建筑垃圾为主的杂填土以及松散的素填土地基,处理深度一般在8～15m。黄河冲积平原粉土、砂土质地质段、地下水位较高且表层坚硬土层尤其适合采用本方法进行施工。
4 “静力压桩法”挤密砂石桩工艺原理
“静力压桩法”挤密砂石桩是通过沉管的震动挤密砂土，提高砂土的密实度；再灌入砂石作为排水通道，将地震振动时因孔隙度减小所排出的水通过砂石导入到非液化层内，从而达到消除饱和砂土的地震液化问题。
5.施工工艺
5.1静力压桩施工准备
（1）做好人员安排、所用物资设备以及现场控制工具等准备。
（2）静压成桩法挤密砂石桩施工前，要对每个工人进行施工工艺和安全技术交底。
（3）进行骨料颗粒级配和含泥量检测，各项检测结果均应合格，挤密砂石桩体的填料采用碎石需有较好级配，最大粒径不宜大于50mm，含泥量不得大于5%。
（4）施工用电:施工电网已接通，并配有200KW发电机。
（5）桩点布置图绘制：技术人员根据设计图纸进行各段桩点CAD桩点布置展图，并将该图报给监理人员。桩点布置图经监理人员审核后方能作为挤密桩现场点位布置的依据。
（6）装载机斗容量标定：邀请监理工程师共同进行装载机斗容量的标定，并记录。方法如下：用一圆形铁桶（铁桶体积V=S×H已知)进行标定, 用铁桶标定装载机实际斗容量，标定后的装载机容量计做Vz。
（7）桩管刻度标示：将静力压桩机桩管进行标示，每隔1m用喷漆或焊机标记刻度线，作为标示依据。注意刻度线会随着桩管摩擦而损耗调落，建议经常更新刻度线。
5.2静力压桩施工顺序
施工时，间隔（跳打）进行，由外侧向中间施工；在既有建（构）筑物邻近施工时，应背离建（构）筑物方向进行。
5.3先施工满桩施工完成后指导空桩区进行施工（图1）
5.4.2桩位布设和设计填料量计算
测量人员依据施工图纸和布设点位图用GPS（或全站仪）测量放线，定出控制轴线、边线并打桩标识。
桩点布设：测量放样完成后，施工现场作业人员根据桩点布置图、控制轴线和打桩场地边线用钢卷尺拉出各个桩点，桩位处埋设长15cm木桩，通过50m尺子拉线找准桩位。现场技术人员对各桩点偏差进行校核无误后，用竹签对桩点进行标记。
桩位高程测量：用水准仪测出各桩位处高程，并记录作为该桩位处地面高程。
计算设计填料量：根据桩位标高（记录表格上为地面标高）与设计桩底高程的差值计算设计沉管深度，设计沉管深度与桩横截面积的乘积为设计填料量。
5.4.3填料成桩
1桩机就位
静力压桩机安装调试后，行至桩位处，使桩管中心（即桩机夹桩器钳口中心）与地面上标识桩位的小木桩基本对准，调平静力压桩机，再次校核无误后，将长步履（长船）落地受力。现场技术员记录桩基就位时间作为压桩开始时间。
2桩管对中调直
桩管由静力压桩机自带的16T吊车吊入夹桩器钳口后，由专人指挥司机缓慢将桩尖降到离地面10cm左右为止，然后由液压油缸驱动夹桩器夹紧桩管，微调压桩机使桩尖对准桩位，并将桩管压入土中0.5～1.0m，暂停下压，再从桩管的两个正交侧面校正桩管垂直度，当桩管垂直度偏差小于0.5%时才可正式压桩管。
3压桩管
压桩管是通过主机的压桩油缸伸程的力将桩管压入土中，压桩油缸的最大行程为2.2m，所以每一次下压，桩管入土深度约为2.2m，然后松开夹桩器—油缸回程、夹桩器上升—再夹紧桩管—再下压，如此反复进行。当桩管被压入标注的尺寸深度（即设计深度）时，便可终止下压。
4填碎石
当静力压桩机将桩管压到设计高程时，利用压桩机上的起重机吊碎石料罐将碎石通过料斗灌入桩管内。灌入碎石前要根据挤密桩的理论填料量（充盈系数暂按1.05）估算装载机填料斗数，以此为指导进行填料直至桩管内填满料为止。现场技术员记录实际填料量。
5拔桩管
拔管时，先拔50cm左右，应停顿10秒钟左右，使桩管下部的斗门打开，确定碎石落下时，才能继续拔管，通过液压油缸反复伸程、回程将桩管拔出来，拔管速度不宜过快，油缸每个伸程（2.2m）控制在20-23s，一个回程控制在38-42s。现场技术员记录桩管拔出时间为结束时刻。
5.4.4充盈系数代表值（k）计算
根据实际填料量和设计填料量的比值计算各桩充盈系数，取满桩各桩充盈系数的平均值作为充盈系数代表值（k）指导空桩部分施工。地质条件变化较小的区域以50m一段为宜。
结束语
经过现场实践检验及验证静力压桩法挤密碎石桩能够较好的应用于现场施工并处理基础，良好的解决了在部分黄河冲击地区砂质边坡传统处理振动沉管法无法实施的问题。目前，国内采用静力压桩机进行挤密碎石桩处理还较少，静力压桩机进行挤密碎石桩处理给地基处理带来了新的思路
参考文献
[1]《静压预应力混凝土管桩（PTC）处理高速公路软土地基施工技术》.康丽渊.《中国新技术、新产品》,2011年18期.
[2]《静压桩挤土效应研究与实践》.黄伟.《工业建筑》2005年1期.
[3]《软黏土地基静力压桩挤土效应与其防治措施》.李向红, 2000年30卷7期.
论文作者:景志鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/10
标签：静力论文; 砂石论文; 碎石论文; 填料论文; 砂土论文; 桩机论文; 静压论文; 《基层建设》2017年第8期论文;