影响振动桩锤沉桩能力的土力因素分析
钢管桩振动沉桩原理
钢管桩振动沉桩原理在土木工程中，钢管桩因其高强度、良好的耐久性和施工便捷性而被广泛应用。
钢管桩的施工方法多样，其中振动沉桩法是一种常见且有效的施工方法。
本文将深入探讨钢管桩振动沉桩的原理，以期为读者提供全面而深入的理解。
一、振动沉桩的基本概念振动沉桩是利用振动打桩机的高频振动，使桩身产生有规律的上下振动，从而减少桩侧与土壤的摩擦力，辅以桩锤的冲击力，使桩逐渐沉入土中的方法。
这种方法特别适用于砂土、粘土等较松软的土层。
二、钢管桩振动沉桩的机理钢管桩振动沉桩的机理主要基于振动波在土壤中的传播和土壤的动力响应。
当振动打桩机作用于钢管桩顶部时，产生的振动波沿着桩身向下传播，并在桩周土壤中形成复杂的应力场和位移场。
1. 土壤液化与重塑在振动作用下，桩周土壤颗粒重新排列，土壤体积减小、密度增加，形成固结的土体，即所谓的“液化”与“重塑”现象。
这一过程减小了土壤对桩身的摩擦阻力，有利于桩的沉入。
2. 桩-土界面摩擦力的减小振动作用使得桩-土界面间的摩擦力减小。
一方面，振动波破坏了桩侧土壤颗粒间的粘结力；另一方面，振动引起的土壤颗粒运动使得桩侧表面与土壤颗粒之间的相对运动变得容易，从而减小了摩擦力。
3. 桩身动力的传递与衰减振动能量沿着桩身向下传递过程中逐渐衰减。
因此，为了保持足够的沉桩动力，需要合理选择振动打桩机的功率和频率，以确保振动能量能够传递到桩底，并有效地克服桩底阻力。
三、影响振动沉桩效果的因素1. 土壤特性土壤类型、含水量、有机质含量等都会影响振动沉桩的效果。
一般来说，砂土和粘土等较松软的土壤更适合采用振动沉桩法。
2. 桩身特性钢管桩的直径、壁厚、材料等特性也会影响振动沉桩的效果。
较大直径和壁厚的钢管桩需要更大的振动能量才能沉入土中。
3. 振动参数振动频率、振幅和持续时间等参数对振动沉桩效果具有显著影响。
合理的振动参数选择能够提高沉桩效率，减小对周围环境和桩身完整性的不利影响。
四、振动沉桩的施工流程与注意事项1. 施工准备在施工前，需要对现场进行勘察，了解土壤特性和地下水位等情况。
大直径钢管桩打桩振动对粘土土阻力的影响
在海上 打桩 过 程 中 ， 于各 种 原 因 可 能会 造 成 由
收 稿 日期 ： ０ ｌＯ 一Ｏ ２ １ － ｇ２
作 者 简 介 ： 飒 （９ Ｏ）女 ， 教 授 ， 要 从 事 海 洋 土 的 工 程 性 质 及 土 与 结 构 物 相 互 作 用 研 究 ，Ｅ ｍａ ） ｓ＠ ｔ ｅ ．ｃ 李 １７ 一 ， 副 主 （ － ｉ ｌａ ｊ ｄｕ ｎ． ｌｉ ｕ
ｅ ｆ ｃ ． Ｔｈｅ ｕｎ ａｎｅ ｈｅ ｒ ｓ ｒ ｎ ｈ ｏ ｌ ｙ ａ ｒ ｘ ｍａ ｅ ｙ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓ ｗｉｈ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ｈ ｃ ｅ ｓ ｏｆｔ ｆｅ ｔ ｄｒ ｉ ｄ ｓ ａ ｔ ｅ ｇｔ ｆｃ ａ ｐｐ ｏ ｉ ｔ ｌ ｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｈｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｆ ｔ ｉ ｋｎ ｓ ｈｅ
第 ３ ４卷 第 ２期
２ ２年 ４ 月 Ｏ１
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桩基础施工中地基土的影响因素分析及应用探索
桩基础施工中地基土的影响因素分析及应用探索摘要工民建施工在建筑施工当中具有非常重要的作用。
而桩基础施工对工民建的施工中具有非常重要的影响。
桩基础施工的主要作用是抗压荷载地承受，主要被应用于港口以及桥梁等施工当中。
在桩基础施工当中，施工企业重点要有效分析影响地基土施工的因素。
本文主要分析了桩基础施工中地基土的影响因素以及应用。
关键词桩基础施工；地基土；影响因素1 桩基础施工中地基土的影响因素分析1.1 持力层的深度、强度以及其他特性的影响持力层强度最强的应当是硬度岩嵌岩桩，施工人员在施工中必须利用人工的挖孔桩来进行作业。
施工过程需要消耗较大的成本，并且没有较高的通风性能，作业过程会存在非常大的难度，也不能够发挥出预应力管桩的优势，同时有可能会影响到施工的安全。
地基土也会受到持力层特性的影响。
尤其是在岩石风化物漫水软化的情况下，施工企业在选择预应力管桩时应当尽量选择闭口型管桩。
1.2 低层结构的影响因素分析桩的类型和成桩的方式对于底层结构有着很大的影响。
如果底层结构存在大量的卵石和砾石，并且卵石为100mm，也没有极高的成孔效率，那么将会使施工过程存在较大的安全隐患。
如果卵石粒超过了地质报告粒径的三倍以上，那么施工企业就应当对此特别重视[1]。
如果持力层以上存在较大的软弱层，那么这对于人工挖孔桩施工以及沉管灌注桩都有着非常不利的影响，必须采取一定的辅助防护措施。
另外，如果地层结构存在流沙層，那么施工过程中就不能够进行挖空桩施工。
如果持力层以上没有硬夹层，那么就不能给使用预应力管桩以及钻、冲灌注施工方式。
1.3 地下水位的变化影响分析地下水位对于施工当中的多个环节都有着直接的影响。
同时钻、冲孔灌注桩的埋设和地下水位的变化有着很大的联系。
如果施工场地地下水文条件比较复杂，那么施工企业就应当充分分析地下水位变化对于地基土的影响，并且掌握地下水位的分布规律[2]。
同时在施工之前，技术人员也要能够对施工场地的地质进行必要的勘查，确保在施工过程中能够清楚的了解地下水源的整体情况，以及地下水位对于桩基础施工的影响程度。
水泥搅拌桩沉桩原因分析及处理方法
水泥搅拌桩沉桩原因分析及处理方法问题：“两喷四搅”与“四喷四搅”的区别？施工时，两种施工方法50kg/m的水泥用量如何控制？请教设计或施工大师们：以下工艺流程应该是“两喷四搅”？搅拌桩施工方法：1）桩机定位、对中放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，对中。
2）调整导向架垂直度采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。
按设计及规范要求，垂直度小于1.0%桩长。
3）预先搅拌下沉启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值。
4）拌制浆液深层搅拌机预搅下沉同时，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液放入集料斗中。
选用水泥标号425#普通硅酸水泥拌制浆液，水灰比控制在0.45～0.50范围，按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50Kg。
5）喷浆搅拌提升下沉到达设计深度后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后启动搅拌桩机及拉紧链条装置，按设计确定的提升速度（0.50～0.8m/min）边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和。
6）重复搅拌下沉搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后，关闭灰浆泵，重复搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行。
7）喷浆重复搅拌提升下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提升至地面。
8）桩机移位施工完一根桩后，移动桩机至下一根桩位，重复以上步骤进行下一根桩的施工。
另：一般规范都要求试桩，试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数，以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。
水泥搅拌桩的龄期90天，这对工期影响很大，不负实际操作。
？二喷四搅：是指钻头下钻到设定深度后上提，重提四次，其中第一，三次上提时喷浆。
至于四喷四搅应该可以照此类推。
设计人员在地基天然含水量大于60％的情况下，从降低地基含水量考虑，常常选用喷粉法。
由于地质条件千变万化，其中若存在淤泥含水量过大，采用喷粉法则可能出现沉桩问题。
锤击桩常见4个问题
锤击桩常见问题及处理办法在前两年的锤击管桩施工中，发现有些问题经常遇到，总结一下，并上网搜索了一部分资料，与大家分享一下，欢迎批评指正。
一、桩身断裂1、现象桩在沉入过程中，桩身突然倾斜错位，贯入速度不正常，在桩顶的端头板与混凝土接触处裂碎，桩身断裂。
2、原因分析(1)沉桩穿过较硬的土层时，造成锤击能量加大，锤击数加多。
因在锤击时，会交替出现压应力和拉应力，压应力过大会将桩管打坏，拉应力过大易产生横向裂缝，桩在反复锤击疲劳作用下，造成破坏。
(2)遇到地下大块坚硬障碍物，把桩身挤向一侧。
(3)桩身不垂直，打入地下一定深度后，用走桩机架来校正的方法，使桩身产生弯曲。
(4)多节桩施工时，相接的两节桩中心线不在同一轴线上，产生了曲折。
(5)制作桩的水泥强度等级不合要求，砂、石含泥量大，规格不准，使桩身局部强度偏低，养护碳化期不够而影响正常施打。
(6)桩在起吊、运输、堆放、吊立稳桩过程中操作不合要求。
(7)开口桩在高地下水位施打时，管内会产生较高的水压力，致使桩身产生垂直裂缝，造成桩被打坏。
3．预防措施(1)施工前应将地下障碍物，如旧墙基、条石、大块混凝土等清理干净，尤其是桩位下的障碍物。
(2)稳桩时，要进行双向校正，开始锤击时，要先打几次冷锤再进行校正，无误后方可正常施打，待打入一定深度，发现倾斜，要找出原因，不得用走桩架校正的办法。
(3)施打前要详细分析地质报告，若有穿过较厚的硬夹层时，可以采用“引孔法”穿透夹层，钻孔时要双向校正钻杆的垂直度，也可选用射水沉桩等方法。
(4桩的质量要认真检查，并作好记录，不符合要求的，不得使用。
(5)在高地下水位施打此种管桩时，要选用闭口桩尖。
(6) 接桩时，要保证上下两节桩在同一轴线上，接头处必须严格按设计要求执行，如果焊缝开口太大，应加相应垫块再进行焊接。
(7)桩在起吊、运输、堆放过程中，按有关操作规程执行。
(8)要求施打的管桩，其强度必须达到100％的老桩。
4．治理方法：施工中发现断裂桩，应停打，会同设计人员研究处理方法。
振动沉管灌注桩施工的施工困难与解决方案
振动沉管灌注桩施工的施工困难与解决方案振动沉管灌注桩作为一种常用的地基处理方法，常用于土建工程中的基础建设，具有承载力强、抗震性能好等优点。
然而，在实际施工中，振动沉管灌注桩也面临一些施工困难。
本文将就振动沉管灌注桩施工过程中的困难以及解决方案进行论述。
振动沉管灌注桩施工过程中的困难主要包括施工振动干扰、淤泥带搅动、承载力难以满足设计要求等方面。
首先，施工振动干扰是指由于振动设备的使用造成的周围环境的震动。
振动沉管灌注桩施工所需振动设备大功率、高频率的特点，导致施工场地周围环境的建筑物受到一定程度的振动。
这种振动干扰可能对周边建筑物的结构和地下管线等造成不可逆的损坏。
其次，淤泥带搅动是指在振动沉管灌注桩施工过程中，由于振动的作用，容易使得土层内的淤泥带发生搅动。
这会导致淤泥带的固结作用降低，影响灌注桩的承载力。
如果不加以解决，灌注桩的承载力将无法满足设计需求，对工程的安全稳定性构成威胁。
最后，承载力难以满足设计要求是指振动沉管灌注桩施工后，灌注桩的承载力无法满足设计要求。
这可能是由于振动沉管灌注桩施工过程中固化淤泥带不均匀、灌注桩长度不够、桩身变形等原因造成的。
承载力难以满足设计要求将直接影响工程的使用寿命和安全性。
针对上述施工困难，可以采取以下解决方案。
首先，在施工前应进行周边环境的全面调查，尤其是对临近建筑物的结构进行评估。
在振动设备选择上，应选择低噪音、低振动的设备，并采取隔振措施，减少振动对周边建筑物的干扰。
其次，在施工过程中，可以采取对淤泥带进行固结的方法，例如注入适量固化剂加强淤泥固结，增加灌注桩的承载力。
同时，可以设置合理的振动频率和振动力度，避免对淤泥带的搅动。
最后，在施工后应进行灌注桩的质量检测，如使用超声波检测仪等手段进行桩长和桩身的检测，确保桩身的完整性和承载力的满足。
总之，振动沉管灌注桩施工困难的解决需要综合考虑各方面的因素。
通过合理选择振动设备、加强淤泥带固结和加强质量检测等措施，可以有效解决振动沉管灌注桩施工过程中的困难，确保工程的安全与稳定性。
振动沉桩的原理
振动沉桩的原理振动沉桩是一种常用的桩基施工方法，它利用机械设备产生的振动力，将桩体逐渐沉入土层中，从而达到加固地基的目的。
本文将从振动沉桩的原理、施工过程以及优缺点等方面进行阐述。
一、振动沉桩的原理振动沉桩的原理是利用振动力使桩体在土层中产生共振，使土层发生液化现象，从而降低土阻力，使桩体能够顺利沉入。
具体而言，振动沉桩主要通过以下几个方面产生作用：1. 动力作用：振动器产生的振动力通过桩体传递到土层中，使土层颗粒发生振动，从而降低土体的内摩擦力和抗剪强度。
2. 液化作用：振动力作用下，土层内颗粒之间的接触力减小，土体颗粒之间的摩擦力减小，使土层发生液化现象，形成一个类似流体的状态。
3. 排水作用：振动力作用下，土层中的孔隙水也会随之振动，从而加速排出土体中的孔隙水，降低孔隙水压力。
二、振动沉桩的施工过程振动沉桩的施工过程一般包括以下几个步骤：1. 预处理：在施工前需要对施工区域进行清理，确保施工区域无杂物和障碍物。
同时，还需根据设计要求选择合适的振动器和桩体。
2. 定位和安装：根据设计要求，在施工区域确定桩位，并将振动器安装在桩头上。
3. 振动沉桩：启动振动器，使其产生振动力，通过桩头传递到桩体上。
桩体在振动力的作用下，逐渐沉入土层中。
4. 检测和记录：在振动沉桩的过程中，需要对振动沉桩的参数进行检测和记录，以保证施工的质量和安全。
5. 后处理：振动沉桩完成后，需要进行后处理，包括对桩身进行修整、清理施工区域等工作。
三、振动沉桩的优缺点振动沉桩作为一种常用的桩基施工方法，具有以下优点：1. 施工效率高：振动沉桩施工速度快，能够在较短时间内完成大量桩基的施工。
2. 适应性强：振动沉桩适用于各种土层，不受土壤类型和地下水位的限制。
3. 施工质量可控：振动沉桩在施工过程中，可以通过实时监测和记录，对施工参数进行调整，以保证施工质量。
然而，振动沉桩也存在一些缺点：1. 噪音和振动：振动沉桩施工会产生噪音和振动，对周围环境和建筑物可能造成一定的影响。
桩基础施工中地基土的影响因素分析及应用
桩基础施工中地基土的影响因素分析及应用建筑施工中最重要的项目就是工民建的施工，而在工民建的施工中不可忽略的一点就是桩基础施工。
作为工民建施工中的基础环节，主要应用于抗压荷载地承受。
广泛地应用于港口、桥梁等平台的建设。
而在进行桩基础的施工中要重点做好地基土的施工分析，影响地基土的因素是多样的，影响形式也比较多变，在施工中需要谨慎对待。
文章主要针对桩基础施工中地基土的影响因素进行分析阐述，在分析影响因素的基础上做好桩基础施工工作。
标签：桩基础施工；地基土；影响因素；应用分析1 建筑施工中桩基础的分类建筑施工中桩基础按照一定的分类标准分为不同的类型，分类方法不同，名称不同。
使用功能为分类标准进行分类分为四种：竖方向的抗压力桩，竖向的抗拔桩，水平方向的受荷载，负荷受荷载。
按照桩身材料不同进行的桩分类：混凝土类型桩，钢结构桩，木结构桩，组合结构桩。
此外，还有根据承桩方法进行的桩分类等等，分类标准不一，桩基础名称也不同。
2 桩基础施工中基础土的影响因素分析在桩基础的施工中，影响基础土的因素比较多，影响作用比较复杂。
常见的有地质条件、水文条件、地基条件等，这些环节中的任何一个细节之处都将影响到桩基础的施工，进而影响到整个工程的施工质量。
因此在进行桩基础施工中要针对基础土的影响因素进行科学规划与分析，确保施工环境的安全。
下面我们针对影响地基土的多种因素进行具体分析。
2.1 持力层的深度、强度与其他特性的影响首先我们看一下持力层的强度影响，强度最强的是硬度岩嵌岩桩，在进行施工中时一般要借助冲击钻。
在深度方面，如果持力层过深，直接影响到人工的挖孔桩作业。
通风性能低，成本大，作业比较困难。
无法正常发挥预应力管桩的优势作用，对于施工安全也是比较大的考验。
持力层的特性也会影响到基础土，特别是在岩石风化物漫水软化时，在预应力管桩的选择上就要重点选用闭口型管桩。
2.2 地层结构的影响因素分析地层结构的影响主要体现在决定着桩的类型与成桩方式两方面。
桩施工挤土效应和振动影响
桩施工挤土效应和振动影响原因分析：静压法施工预应力管桩属于挤土类型，往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态，产生挤上效应；桩机施工过程中焊接时间过长；桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层，施工方法和施工顺序不当，每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密，加剧了挤土效应。
防治方法：（1）控制布桩密谋，对桩距较密部分的管桩可采用预钻孔沉钻方法，孔径约比桩径小50-100mm，深度宜为桩长的1/3-1/2，施工时应随钻随打；或采用隔跳打法，施工过程中严禁形成封闭桩。
（2）控制沉桩速率，一般控制在1m/min左右；并制定有效的沉桩流水路线，并根据桩的入土深度，宜先长后短，宜先高后低，若桩较密集，且距建筑物较远，场地开阔时，宜从中间向四周进行；若桩较密集，场地狭长，两端距建筑物较远时，宜从中间向两端进行；若桩较密集，且一侧靠近建筑物时，宜从相邻建筑物的一侧开始，由近向远进行；桩数多于30根的群桩基础，应从中心位置向外施打；承台边缘有桩，待承台内其他桩打完并重新测定桩位后，再插桩施工；有围护结构的深基坑中的静压管桩，宜先压桩后再做基坑的围护结构，这样的施工顺序可以由于基坑四周的围护结构使压桩的土体无法扩散，造成先施工的管桩被后施工的管桩挤上来，使桩的承截力达不到设计要求，又避免了在基坑的压桩过程中土体扩散而挤坏四周的围护结构及降低基坑围护结构的止水效果；同时应对日成桩量进行必要的控制。
（3）设置袋装砂井或塑料排水板，消除部分超孔隙水压力，减少挤土现象，设置隔离板桩或地下连续墙；开挖地面排土沟清除挤土效应。
（4）沉桩过程中应加强临近建筑物，地下管线的观测、监护，对靠近物别重要的管线及建筑物处可改其它桩型。
（5）控制施工过程中停歇时间；避免由于停歇时间过程；磨阻力增大影响桩机施工，造成沉桩困难。
同时，应避免在砂质粉土、砂土等硬土层中焊接，制定合理的桩长组合。
桩机施工时应注意同一承台内的群桩，需接桩的接头不宜在同一截面内，应相互错开，避免产生土压力以及水压力效应较大时，对整体桩身产生剪刀破坏；同时应认真查看地质报告，了解土层分布情况，合理确定桩体组合长度，避免接头处于土层分界处及土层活动较多处，以防土层活动时对桩身的破坏。
锤击管桩桩土相互作用研究
锤击管桩桩土相互作用研究锤击管桩桩土相互作用研究引言锤击管桩是一种常见的桩基施工方法，在土木工程领域被广泛应用。
研究锤击管桩桩土相互作用对于提高桩基施工效率、保证工程质量具有重要意义。
本文旨在探讨锤击管桩桩土相互作用，并分析其对工程稳定性和建筑结构性能的影响。
一、锤击管桩的工作原理锤击管桩是一种采用冲击力将钢管桩沉入地下的施工方法。
其工作原理基于以下几个方面：1. 冲击力传递：冲击锤通过类似于锤击钉子的方式，将冲击力传递给钢管桩，使其向下穿透土层。
2. 破碎土壤：冲击力的传递能够破碎土壤颗粒，降低土壤的内摩擦角，使得钢管桩更容易穿透。
3. 静压力：冲击锤落下时，会产生静压力使土壤紧密围压钢管桩，并形成一个较为密实的挖孔。
二、桩土相互作用研究方法为了研究锤击管桩桩土相互作用，学者们采用了多种方法，包括现场测试、试验模型和数值模拟等。
这些方法的结合使用，可以更全面地了解锤击管桩的工作机理和桩土相互作用。
1. 现场测试：通过在实际工程现场进行观测和测试，可以获取真实的工程数据。
例如，利用应变仪、位移计等监测设备，记录锤击过程中桩身的变形和土体的应力变化，以分析桩土相互作用的特征。
2. 试验模型：为了更好地观察桩土相互作用过程，研究者会设计试验模型进行实验研究。
这些模型通常由小型桩体和土壤模拟材料构成，通过模拟锤击过程，观察桩身形变、土体响应等。
3. 数值模拟：采用计算机辅助设计软件，进行数值模拟是一种较为常见的研究方法。
通过建立桩土相互作用的计算模型，模拟锤击过程和土体响应，可对不同参数的影响进行分析，预测和优化设计。
三、桩土相互作用对工程稳定性的影响桩土相互作用对工程的稳定性具有重要影响，包括以下几个方面：1. 桩长度：在桩基施工过程中，土体的空间外摩擦力将钢管桩围压，增加了桩的承载力。
桩土相互作用研究能够帮助确定合适的桩长度，保证工程的稳定性和强度。
2. 桩内土体变形：冲击锤击打桩身时，土体受到变形和应力的影响。
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影响振动桩锤沉桩能力的土力因素分析胡均平，唐!勇，罗春雷（中南大学机电工程学院，湖南长沙!%&"">*）!中图分类号"(.#D!!!!文献标识码"+!!!!文章编号"&""&,’’%-#!""#$"%,"">","!=&%)*(’(,+(,’)D-")%0"9+%#0,-(%++"#00$".’/-,D9-’."%/’)’0*).\13,]63<#(N590C3<#4.OP;13,7H6振动桩锤是通过偏心回转激振器产生纵向振动#利用桩土振动降低桩=土摩擦力和桩端阻力将桩轻松沉入地基中$其突出特点是对环境干扰小%噪声低%沉桩过程对预制桩损害小%机器重量轻%造价低#因此自问世以来#一直受到施工单位的欢迎#在国内有很大的发展潜力$国内对振动沉桩机理的研究处于初始阶段#对沉桩能力这一难题的研究甚少#还没有形成一套系统的振动沉桩理论体系$本文旨在面向地基土分析影响振动桩锤沉桩能力的土力因素$3土力因素对振动桩锤沉桩能力的影响土壤通常可以分为两类#粘性土壤和非粘性土壤#土的强度问题#实质上就是抗剪强度问题$当地基受到载荷作用后#土中各点产生法向应力和剪应力#若某点的剪应力达到该点抗剪强度#土即沿着剪应力作用方向产生相对滑动!剪损"#从而使桩体轻易地穿越该土层#进入更深的土层$较之坚硬%湿润的粘性土#振动桩锤在非粘性土壤中有更好的沉桩效果#因为在坚硬%湿润的粘性土壤中#振动沉桩过程中土壤的动抗剪强度不能像在松散的非粘性土壤中那样顺利地减小$振动沉桩过程中#沿轴向和垂直方向的土壤动抗剪强度受到几个重要因素的影响$早期的研究结果表明#与土质相关的因素对振动桩锤的沉桩能力有很大的影响#包括土壤颗粒振动状态%土壤原始密度%土壤的液化状态和土层坚硬程度$其它影响振动桩锤沉桩能力的土质参数还有&土壤颗粒大小%土壤微粒的成分和土壤的内部摩擦角#但它们对振动桩锤沉桩能力的影响都没有上述%个土壤参数那么明显$近年来#国内建筑基础工程行业迅猛发展#使得液压振动桩锤在国内具有非常广阔的市场#但由于振动沉桩运动异常复杂#涉及多学科#尤其是地基土的多变性%振动状态的复杂性和难以预知性使得这种沉桩方法至今仍充满不确定性$本文对影响振动桩锤沉桩能力的土力因素进行探讨#以期对振动桩锤的设计起到推动作用$5土壤颗粒振动状态的影响将剪切箱直接放置在振动台上#驱动振动台的装置是可调的#可以控制振动频率和垂直方向的振幅$因为垂直方向的峰值加速度D是运动振幅6与频率平方!!的乘积#可对不同的频率采用不同的振幅来获得相同的加速度值$实验结果表明’&(&土壤内摩擦系数Q<)随振幅的增加而显著地减小$然而#土壤内摩擦系数Q<)的减小量比所研究的频率变化范围小#如图&所示$图!表示砂土的内摩擦系数随振动加速度增大而减小的情况#从图!中可以看出#增大振动加速度比&#可以使内摩擦系数从静态值到动态值呈指数规律减小$Q23)=?Q23)J63E!Q23)95=Q23)J63",=$&!&"式中!)=)))土壤动摩擦角*)J63)))最小土壤动摩擦角*!收稿日期"!""’=&!="#!通讯地址"胡均平，湖南省长沙市中南大学本部机电工程学院液压所!!!)95###土壤静摩擦角$$###振动土壤颗粒尺寸系数$&###振动加速度比%&?&<%&为试验时的振动加速度%<为重力加速度&!曲线&’!’*’%相应的振动频率分别为*$F >):’!!$!):’!>$!):和**$!):"图3改变振幅对土壤内摩擦系数的影响图5!改变振动加速度比对土壤内摩擦系数的影响振动沉桩过程中%振幅为’"D J J 时%与静载相比%土壤的内摩擦系数Q 23)的变化特征(对于干砂%减小!"R "*"R $对于粘性土%只减小&"R "&’R &土壤颗粒尺寸对减小内摩擦系数影响如图*所示&!曲线&振动频率为!*):$曲线!振动频率为%"):$两曲线振幅均为"$*’J J "图6土壤颗粒直径对振动效果的影响内摩擦系数减小率可以用下式表示(*?Q 23)95=Q 23)=Q 23)95!!"式中*###土壤内摩擦系数减小率$)95###土壤静摩擦角$)=###土壤动摩擦角&由上述分析可以看出%在相同能量的作用下%粗糙的非粘性土壤将会减小振动桩锤的沉桩能力%也就是说%在较大颗粒开始与周围颗粒失去接触前%需要更高的激振力&6!土壤原始密度的影响显然%振动桩锤沉桩过程会改变土壤原始密度%大量实验结果表明%土壤原始密度对振动桩锤沉桩能力有很大影响&土壤的原始密度越大%土粒间的咬合!联锁"作用越强%沉桩时首先必须克服土粒咬合作用%才能使土产生相对滑动&在一定的振动加速度&.作用下%土壤的孔隙比,.会减小%也就意味着增大了土壤密度%使土壤颗粒接触更紧密%土壤内聚力增大&因此要想进一步硬化土壤%往往需要比&.更大的振动加速度&0C 1^!&F #D")!*实验发现振动沉桩过程中%一定的孔隙比对应于一定的振动加速度%随着土壤孔隙比的减小%振动沉桩的效果将会降低&7土壤的液化状态的影响振动沉桩过程中%土颗粒除受重力外%还受到动力的作用!其值等于振动加速度乘质量"%在动力作用下%砂土有振密的趋势&这种快速的密实趋势使孔隙水压逐步上升而来不及消散%致使土中的有效应力减小&当有效应力完全消失时%土的抗剪强度为零%土粒在失重状态下随水漂流%从而使桩顺利地沉入&此时砂土的动抗剪强度为(+E=?,=Q 23)=?!,=0"Q 23)=?"!*"式中+Z ^###土的动抗剪强度%L W 2$,与,=###土中的法向应力和有效应力%L W 2$0###孔隙水压%L W 2$)=###土的动内摩擦角%!I "&M 23<!&F F %")**结合有限元对振动桩锤模型的!下转第#$页"除安装了限位开关和极限开关外#还在吊笼上部安装了!个缓冲装置#当过卷冲顶时#缓冲装置变形#超载限制器动作#切断主电源#可避免断绳事故的发生$该机还安装了断绳保护装置和停层保护装置#当断绳时#安装在保护装置内的安全闸块会在重力和弹簧力作用下卡到导轨挡块上#将吊笼制停$为了防止非断绳超速坠落事故的发生#B B型井道附着式施工升降机采用了渐进式钢丝绳超速保护装置!专利技术"#能准确%可靠地直接将!根超速的提升钢丝绳制停$为了保证进出料时作业人员的安全#避免剪切事故发生#该施工升降机设置了可靠的门机系统和机械电气连锁装置$!!"B B型井道附着式施工升降机吊笼的吊点是在其重心位置上#因此受力均匀#不存在偏载的现象#运行平稳%噪声低$由于利用电梯井道壁承重#节省了导轨架的费用&而采用传统的卷扬机驱动#降低了传动系统的制造成本和维修成本$由于该施工升降机是在电梯井道内作业#不需要制作%安装卸料走台和护墙架#从而节约了大量的施工辅助材料和人工制作费用#也避免了在搭设和使用卸料走台这一环节中工人操作的危险性$电梯井道一般都布置在建筑物的合理位置#因此通过井道附着式施工升降机可以方便快捷地将物料运至建筑物各个角落#缩短了施工运输距离#减轻了工人劳动强度#大大提高了输送效率#降低了建筑成本$!E"井道附着式施工升降机在井道内输送建筑材料#不受天气和外界条件限制#可以全天候施工#便于合理安排施工计划#确保施工进度#提高施工效率$周围环境的噪声和灰尘污染可降到最小#改变了以往那种喧哗%杂乱的施工场面#使宁静而有序的文明施工成为可能$!%"井道附着式施工升降机由于不需要外井架和施工卸料走台#从而使建筑物外墙不留施工洞#避免了以往堵洞后造成的南方墙体渗水%北方墙体挂霜的现象$特别是对复杂造型的外墙装饰和玻璃幕墙施工#可以一次放线#一次整体完成#确保外墙色泽感观一致$4!应用实例辽宁国际建设工程集团公司东莞公司’I I&’!""&年利用井道附着式施工升降机进行施工#十年来未发生一起安全事故$在全天候使用该设备的情况下#井道附着式施工升降机的维修保养费用不到其它升降设备的’L#误工时间也不到’L$采用该设备施工可给施工企业提高E L!#L的经济效益$!责任编辑"孔庆璐"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""#$上接第!"页%分析#对孔隙水压力进行了测试$试验结果表明#孔隙水压力是周期变化的#在桩侧附近的孔隙水压力有很大变化幅值#随着桩半径方向的距离增大#孔隙水压力幅值衰减很快$孔隙水压力的变化对振动桩锤的沉桩能力有很大的影响#孔隙水压力越大#振动桩锤的沉桩能力越强$5土层坚硬程度的影响土层坚硬程度对振动桩锤的沉桩能力同样有很大的影响$天然的超压密状态的土#因历史上曾受过较现今作用压力为大的有效压力的压密#因此具有较正常压密土更高的抗剪强度$反之#欠压密状态的土#因压密程度不足#抗剪强度比正常压密土要低$M N6O!’I I%"的分析报告指出由于土壤密集层的存在使得振动桩锤的沉桩能力受到削弱$当振动桩锤从中等密度的土层进入到密度很大的土层时#桩侧阻力增加了’H L#而桩端阻力的增加值超过了’""L$!参考文献#(’)2$2$J N P Q N6$?A;6R N G5A6S6O5633P56O N6RR P5T T56O @U V5@P N G5A643G9A R(+)$D P A W$%G906G$+A6X$A6B A5TY3W9N65W F N6R?A;6R N G5A6S6O5633P56O#C A T$00#/A6R A6#’I&H$(!)($/$Z A;R$S6O5633P56O D P A[3P G53FA X+A93F5A6T3F FB A5T F2;P56O C5@P N G5A6F(2)$0A\N165V3P F5G U#0A,\N#1B<#’I#H$(E)M N6O)A6O Q;N6$S][3P5436G N T F G;R U N6R X565G33T3436GN6N T U F5FA XR P5V3N@5T5G U N6RF G N G5W@39N V5A;PA XV N P5A;F [5T3F56F G N T T3R@U V5@P N G A P U R P5V56O(2)$165V3P F5G U A X )A;F G A6#(3]N F#1B<#’I I%$!责任编辑"杨晓光#。