振冲砂桩成桩工艺参数

8.2.1.1 振冲施工主要参数及步骤

振冲施工根据设计荷载的大小并参照场地砂层强度的高低、试验设计桩长等条件，并结合当地施工经验及施工条件，最终选用江苏省江阴振冲器厂生产的ZCQ45型振冲器，振冲器功率为45kW。振冲施工现场如图8.4所示，施工主要内容及步骤如下：

1）清理平整施工场地，布置桩位，开挖排水网系统；

2）施工机具就位，使振冲器对准桩位；

3）启动供水泵和振冲器，将振冲器徐徐沉入直至达到设计深度；

4）到达深度后将射水量减至最小，留振至规定密实电流时上提0.5m，如此逐段振密直至孔口，最后通过扫桩头将孔口沉降部分填平并振密；

5）重复以上步骤制作各试验设计砂桩，完成后关闭振冲器和水泵。

图8.4 施工现场

8.2.1.2 振冲砂桩桩间距的确定

采用振冲砂桩法施工时，由于振冲器的强力振动和水冲力能够在砂层中产生超静孔隙水压力，使振冲器附近砂土发生短暂液化或结构破坏，砂颗粒在自重和桩管的振动挤压作用下重新排列，孔隙减少，从而起到使砂层密实的效果；另一方面是依靠振冲器的反复强迫水平振动和侧向挤压以及水动力作用将振冲上部孔壁塌陷的砂振动挤密，从而使砂层振密。对于振冲法来说，一般振动力越大，影响距离也相应越大。但过大的振动力又常常使砂土处于流态而不利于密实，因此实际密实效果不一定与振动力的大小呈正比增加，振动频率的高低与实际密实效果的关系亦是如此。当振动力和振动频率及施工工艺一定时，实际密实效果主要与桩间距有关，为了探讨不同桩间距振冲密实效果的差异，达到选择最优间距这一重要施工参数之目的，依照《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79—2002）、参照各类文献并结合当地振冲法施工经验，设计桩长10m，桩间距1.4～2.2m进行振冲施工，通过标贯击数来反映不同桩间距工况下不同深度的密实效果。桩位布置形式及标贯试验点布置如图8.5所示。成桩15d后，上部开挖1.5m清理出桩头并整平（见图8.4），再在不同桩间距的桩间土中心位置进行标贯试验，根据不同间距在各种深度的标贯击数，综合分析并选取最合理的桩间距。标贯试验结果见表8.1，据此绘制的各深度标贯击数随不同桩间距变化曲线如图8.6所示。

图8.5 砂桩布桩及标贯试验点布置

表8.1 不同桩间距不同深度挤密效果标贯试验成果一览表

由各深度标贯击数随不同桩间距变化曲线（图8.6）可见，对于桩径为1m时不同桩间距对应的桩间土，各深度的标贯击数随桩间距的减小而增大，在所设计的不同间距试验工况中，1.4m间距在各深度的标贯击数均达到最大值，考虑到砂桩制桩的成本较小，因此在实际施工中应尽量采用小间距以获得更好的挤密效果。

图8.6 各深度标贯击数随不同桩间距变化曲线

然而对于近似半无限砂层中的振冲碎石桩，由于造价相对较大，因此不能只单纯考虑缩短桩间距以提高地基承载力，而应同时考虑经济合理性因素的制约。观察图8.6中曲线的特点，结合目前的施工实践，笔者认为无特殊要求时，在与试验区相近的地层条件下，可选择1.8m的桩间距作为碎石桩的最优桩间距。对于水泥土搅拌桩而言，由于其成桩的施工过程不存在挤密效应，因此其桩间距主要依据所需要的承载力大小来确定。