振冲碎石桩

振冲碎石桩振冲（水冲）碎石桩用于各类可液化土的加密和抗液化处理。

适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。

对于处理不排水抗剪强度小于20kPa的饱和粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定适用性。

一、材料要求1 桩体材料：可用含泥量水大于5%的碎石、卵石、矿渣或其他性能稳定的硬质材料，不宜使用风化易碎的石料。

常用的填料粒径为：30kW振冲器20～80mm；55KW振冲器30～100mm；75KW振冲器40～150mm。

2 褥垫层材料：宜用碎石，有良好级配，最大粒径不宜大于50mm。

3 成桩用水：可用自来水，有条件地方为节约用水可使用无毒无腐蚀性的中水，不可用污水。

二、主要机具1 振冲器：国内各型号振冲器主要技术参数见表1。

表1 振冲器主要技术参数续表目前国内常用于地基处理有30kW, 75kW两类振冲器。

2起吊机具：可用汽车吊、履带吊或自行井架式专用车。

根据施工经验，采用汽车吊施工比较方便，采用汽车吊的起吊力，30kW振冲器宜大于80kN, 75kW振冲器宜大于160kN，起吊高度必须大于施工深度。

3填料机具：填料机具可用装载机或人工手推车。

用装载机30kW振冲器配0.5m以上的为宜，75kW振冲器配1.0m,以上的为宜。

4电器控制设备：目前有手控式和自控式两种控制箱。

手控式施工过程中电流和留振时间是人工按电钮控制。

自动控制式可设定加密电流值，当电流达到加密电流值能自动发出信号，该控制系统还具有时间延时系统用于留振时间控制。

为保证施工质量不受人为因素影响，应选用自动控制装置。

5供水设备。

供水泵要求压力0.5～10MPa,供水量20～40m/h。

6排泥浆设备。

排浆泵应根据排浆量和排浆距离选用合适的排污泵。

7配套的辅助机具：电缆、胶管、水管、修理机具。

三、作业条件1施工前应完成“三通一平”施工条件，现场电源根据设备功率大小，选用现场配电；水源根据设备数量及需水量，选用具有一定压力、供水量足够的水源；场地应平整并使作业区较周围略低；地上、地下如电线、管线、旧建筑物、设备基础等障碍物均已排除处理完毕，无碍施工。

各项临时设施如照明、动力、安全设备准备就绪。

2熟悉施工图纸及场地的土质、水文地质资料，做到心中有数。

3按碎石桩位平面图测设桩位轴线、定位点，用φ25钢筋在桩位处扎入深度不小于300mm的孔，填入白灰并插上不小于500mm长的钢筋棍，标识桩位，要求每栋楼所有桩位一次全部放完，并由技术负责人组织质检员、施工员、班组长共同对桩位进行检查，确认准确无误后，与甲方或监量办理预检签字手续。

4施工前应将石子送试验室复试，保证所进石子符合设计与规范要求。

5施工前应对施工人员进行全面的安全技术交底，施工前对设备进行安全可靠性及完好状态检查，确保施工安全，确保施工设备完好。

6施工现场应做好材料、机具摆放规划，使材料运输距离最短，泥浆池个数、大小要依据现场计算排放量进行设置，保证泥浆排放畅通。

四、操作工艺（一）工艺流程（二）试桩。

正式施工前在护桩或建筑物非主要部位进行试制桩。

试制桩的目的：1调试施工机具，掌握施工工艺；2验证和熟悉设计确定的加密技术参数处理效果；3通过试制桩成果，确认施工工艺和加技术参数；4确定制桩顺序。

碎石桩施工顺序主要有：排打法、转打法和跳打法。

在一般情况下常采用排打法，当地基是强度低的软粘土或极易液化的粉土，可采取间隔跳打法。

转打法对中粗砂等土加密效果好，在桩间距小情况下会出现内部孔造孔困难。

当加固区附近有建筑物时，施工宜先从邻近建筑物一边的桩开始施工，然后逐步向外推移。

（三）造孔。

造孔是保证施工质量首要环节，造孔应符合下列规定：1 振冲器对准桩位，偏差应小于50mm。

先开启高压水泵，振冲器端口出水后，再启动振冲器待运转正常后开始造孔。

2 造孔过程中振冲器应处于悬垂状态，要求振冲器下放速度小于或等于振冲贯入土层速度。

3 造孔速度取决于地基土质条件和振冲类型及造孔水压等，造孔速度宜为0.5～2.0m/min。

4 造孔水压大小视振冲器贯入速度和地基土冲刷情况而定。

一般0.2～0.8MPa，造孔水压大即水量大，返出泥砂多，水压小，返出泥土少，在不影响造孔速度情况下，水压宜小。

5 造孔深度控制，造孔深度可以小于设计桩深300mm，这是为了防止高压水对处理深度以下地基土的冲击。

在此造孔深度填料，振冲器带着填料向下贯入到设计深度，并开始加密，减少水冲对下卧地基土的影响，即成桩深度与设计桩深相一致。

对于软淤泥、松散粉砂、砂质粉土、粉煤灰等易被水冲破环的土，初始造孔深度可小于设计深度300mm以上，但开始加密深度必须达到设计深度。

6 当造孔时振冲器出现上下颤动或电流大于电机额定电流可终止造孔，此时造孔深度未达到设计深度应与设计研究解决。

（四）清孔。

造孔后边提升振冲器边冲水直至孔口，再放至孔底，重复两三次扩大孔径，并使孔内泥浆变稀，振冲孔顺直通畅，以利填料加密。

（五）填料。

一般清孔结束可将填料倒入孔中。

填料方式可采用连续填料、间断填料或强迫填料方式。

1 连续填料：在制桩过程中振冲器留在孔内，连续向孔内填料直至充满振冲孔。

一般适用于机械作业。

2 间断填料：填料时将振冲器提出孔口，倒入一定量填料，每次填料厚度一般不宜大于500mm，再将振冲器放入孔内振捣填料。

一般可适用于8m以内孔深。

3 强迫填料：利用振冲器的自重和振动力将上部的填料输送到孔下部需填料的位置。

一般适用于大功率振冲器施工。

（六）加密。

加密是振冲（水冲）碎石桩处理地基关键环节，加密控制标准可分为三种：1 填料量控制：加密过程中按每延米填入填料数量控制。

这种控制标准缺陷在于，由于孔内土质不同，强度不同，相同填料量可能造成沿孔深不同土层存在填料“不足”或“富余”情况，加密不甚理想。

该控制方法可在施工中参考使用或复核填料量使用。

2 电流控制：是指振冲器的电流达到设计确定的加密电流值。

设计确定的加密电流是振冲器空载电流加某一增量电流值。

在施工中由于不同振冲器的空载电流有差值，加密电流应作相应调整。

30kW振冲器加密电流宜为45～60A, 75kW振冲器宜为70～100A 。

3 加密电流、留振时间、加密段长度综合指标法：采用这三种指标作为加密控制标准可使加密质量更具保证。

加密效果与加密电流值大小有关，也与达到该电流值的维持时间长短有关，留振时间即是保证达到加密电流值延续的时间。

在相同加密电流和留振时间条件下，加密段长度大小对加密效果起着关键作用，加密段长度短效果好，加密段长度大效果差。

留振时间宜为5～15S,加密段长度宜为200～500mm,加密水压宜为0.1～0.5MPa。

采用加密电流、留振时间、加密段长度作为加密控制标准，填料数量作为参考标准，但填料数量过小，特别对于以置换性质为主的加固，若填料数量与设计要求相差较大，应同设计共同分析研究填料量大小对地基加固质量影响，当确定影响加固效果时应及时调整加密技术参数，确保施工质量。

（七）桩顶标高控制。

为保证桩头密实，宜在槽底标高以上预留200～500mm厚土层，碎石桩施工宜达到设计桩顶标高以上200～500mm。

加密结束，应先关闭振冲器，后关高压水泵。

（八）开槽挖土铺褥垫层。

桩体施工完毕后，应将顶部预留的松散桩体挖除，可采用挖掘机挖除，桩间土留200mm保护土层，采用人工挖除。

如无预留应将松散桩头压实。

随后铺设级配碎石褥垫层并压实。

压实系数要求达0.94～0.97。

（九）冬雨季施工。

1 雨季施工时，在清除预留松散桩体及桩间土后，应注意及时进行下步工序，及时做好覆盖，避免下雨时造成浸槽。

如不慎造成浸槽，应将浸泡土全部清除后填级配碎石并压实。

2 冬季施工时，当清至槽底时，应用草帘或岩棉被做好覆盖避免槽底桩间土受冻。

五、质量标准（一）施工前应检查振冲器的性能，电流表、电压表的准确度及填料的性能。

（二）施工中应检查密实电流、供水压力、供水量、填料量、孔底留振时间、振冲点位置、振冲器施工参数等（施工参数由振冲试验或设计确定）。

（三）施工结束后，应在有代表性的地段做地基强度或地基承载力检验。

（四）振冲地基质量检验标准应符合下表的规定。

六、成品保护当清至槽底时，冬季应用草帘或岩棉被覆盖保护避免桩间土受冻，雨季时应做覆盖，避免下雨时造成浸槽。

七、应注意的事项1 对大型的、重要的或场地地层复杂的工程，在正式施工前应通过现场试验确定其处理效果。

2 造孔过程中贯入速度慢，是由于土质坚硬，可加大水压解决。

3 造孔过程中振冲器电流大，由于振冲器贯入速度快，可通过减小振冲器贯入速度，或有砂类土被加密，加大水压，必要时增加旁通管射水，减少振冲器振冲力，或采用更大功率振冲器。

4 造孔孔位偏移，是因为周围土质有差别或振冲器垂直度不好。

可调整振冲器造孔位置，在偏移一侧倒入适量填料；调整振冲器垂直度，特别注意减震部位垂直度。

5 孔口返水少，是因为遇到强透水性砂层，或孔内有堵塞部分。

可加大供水量或清孔，增大孔径，清除堵塞。

6 填料不畅，是因为孔口窄小，孔中有堵塞孔段，用振冲器扩孔口，铲去孔口泥土；或石料粒径过大，换用粒径小的石料；或填料过快、过多，把振冲器导管卡住，填料下不去。

可暂停填料，慢慢上下活动振冲器直到消除石料抱导管。

7 加密电流上升慢，是因为土质软，填料不足，可加大水压，继续填料；或是因为加密电流标准过高，可适当降低加密电流标准。

8 振冲器加密电流过大，是因为土质硬，可加大水压，减慢填料速度，放慢振冲器下降速度；或是因为遇到加密性能好的中粗砂，可及时上提振冲器，防止电流超过额定电流跳闸，埋住振冲器。

9 串桩，即已经成桩的碎石进入正在施工桩孔中，是由于土质松软或桩距过小或成桩直径过大。

减小桩径或扩大桩距，可能时也可采用跳打方法。

被串桩应重新加密，加密深度应超过串桩深度。

当不能贯入实现重新加密时，可在旁补桩，补桩长度超过串桩深度。

10振冲器埋在孔中，因为振冲器电流过大，跳闸停电，用吊车提住振冲器，启动振冲器慢慢上提，可多次启动振冲器及至提出。

若一时不能提出振冲器，可暂停电机运行，继续水冲，冲1～3h待石料束缚振冲器及导管的应力解除后再按上面的步骤提拔，或振冲器电机损坏，当吊车不能提出，可采用振冲器在其周围打孔，减小阻力。