浅析振动沉模现浇混凝土薄壁管桩施工工艺控制.doc

振动沉模现浇混凝土薄壁管桩施工 曲宏福 孙瑜 （南宁分公司常张项目） 摘 要 本文着重阐述薄壁管桩施工工艺控制和施工中出现的问题（或病害）及处理措施。通过二步法施工有效控制振动沉模现浇混凝土薄壁管桩在较高地下水位软土地基中的成桩质量；有效控制混凝土塌落度保证并提高桩体的强度。 关键词 振动沉模现浇混凝土薄壁管桩 混凝土 施工工艺 1.前言 振动沉模现浇混凝土薄壁管桩的软土地基加固技术，是岩土工程界最近开发的新桩型。振动沉模现浇混凝土薄壁管桩通过把桩体作为地基中的竖向增强体与土体共同作用，构成复合地基，加强土压力，增强土体间摩擦力，从而达到提高地基承载力的目的。其主要优点是造价低廉、施工速度快、加固处理深度不受限制，适宜各种地质条件，可明显增加路基的稳定性、提高地基的承载力和减少变形，降低工程造价，提高施工速度。 施工原理：先将套管对准沉桩位置，依靠沉腔上部高振激力锤头振动产生的振动力，将内外双层钢管所形成的环形腔体在活瓣桩靴的保护下打入预定的设计深度或者桩长下0.1m左右，使管中心土体与管外土体形成混凝土模，清除周边多余地基土。随后振动拔管，并同时在腔体内浇注混凝土，在环形域中土体与外部的土体之间便形成混凝土薄壁管桩。 桩顶部激振器的竖向往复振动产生的激振力，将腔体模板沉入地层。当这个激振力大于桩尖法向力的竖向分力、桩尖摩擦力的竖向分力、地基土体对钢管壁周边的摩阻力的合力时，两层钢管沉入地下。由于钢壁套管在往复振动力作用下使土体受到强迫震动产生局部剪胀破坏、液化破坏，土体的摩擦力下降很大，阻力减小，钢壁套管的沉入速度有一定的提高。同时挤压、振密作用使得环形腔体模板中土芯和周边一定范围内的土体得到密实。在振动力的作用下套管沉入土中后浇注混凝土。当振动提拔钢管时，钢管在上拔过程中能起到护壁作用，不会出现缩壁和塌壁等意外事故。使整个混凝土桩浇注过程一次性完成，保证了混凝土在凝结硬化过程中的稳定性；套管在拔出时不断的振动对管内及槽孔内的混凝土有连续振捣作用，保证混凝土有一定的压力，使混凝土充分流动填充，确保成桩的密实性。同时混凝土向两侧挤压，管桩壁厚增加；振动沉模现浇混凝土薄壁管桩的施工过程中，在振动沉桩、振动拔桩、浇注混凝土、挤压土体和排土作用下，对桩间土起到挤压、密实作用，从而提高了地基土体的稳定性和承载力。 振动沉模现浇混凝土薄壁管桩技术在高等级公路工程软基加固中的使用中有许多优点。管头结构由钢筋混凝土桩头改成活瓣桩靴结构，降低了成本并且加快了施工进度；从桩的形态来看，这是属于薄壁筒形桩，与实心桩比较来说，桩的摩擦力要高很多，而且由于桩直径很大（800～ 1500mm），充分发挥了桩的强度和稳定性；从桩的性质看，属于挤土桩，增强土压力，从而提高地基承载力；从桩受力能力看，能承受巨大的压应力，也可以承受强大的水平推力，而且可以组成多种形式的组合，形成单体排列的联体，也可用梁连成空间框架结构，并且桩体与桩周土形成变形很小的刚性复合地基，提高地基的稳定性；从结构特点来看，是现场灌注的薄壁圆形结构，有较强的抗压抗弯性能；从施工角度来看，它是连续浇灌而成，提高了桩身强度，而且施工方便迅速，可操作性强，便于质量监督管理；从桩基检测来看，可以采用人工开挖进行检测(应该在桩基完工14d以后进行)，也可以采用反射波法对桩身的完整性进行检测 。这些桩基检测方法费用低，检测施工的周期短．应用范围广。这种桩基的用途十分广泛，目前已经应用于工业及民用建筑的基础、高速公路，特别是在海洋工程中发挥极佳的作用。 振动沉模现浇混凝土管桩在目前的应用中，通常桩径为 800～ 1500mm，并正在向更大直径的方向发展；壁厚在100～200mm之间；处理深度可达25m；混凝土强度通常采用C15～C20。 2.工程概况 湖南省常德至张家界高速公路第四合同段K19+600～K19+700段软土路基处理采用振动沉模现浇混凝土薄壁管桩，桩径为1000mm，壁厚为120mm，处理深度平均为14m，混凝土强度为C15。群桩成长方形型布置，横排间距为3m，纵排间距为3.5m，共计532根，7448m，群桩顶布置两层0.25m碎石垫层及两层土工格栅。（以下本工程均指此段工程施工） （1）场地工程软土区地貌地质概况 从上到下的土层分布为：①种植土：为水田表土，厚度约0.3m（属软土地基）；②低液限粘土：褐黄色，可塑~硬塑状为主，厚度约为2～3.2m，局部厚度达6.5m，但中间夹软塑～可塑状（属软土地基）；③有机质低液限粉土：灰褐色，软塑～可塑状，厚度约为6.7～10.7m（属软土地基）；④卵石夹土：中密～密实状，厚度约2m左右，分布于整个软土区；⑤粉沙岩：厚层状，钙泥质胶结，岩石遇水易软化。 （2）水文地质条件 地下水主要为松散堆积层孔隙水，主要赋存在粘土质砂、卵