CN102561304A - 粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，包括步骤：步骤一、桩位测量放线；二、振冲密实砂桩施工：任一个振冲密实砂桩的施工过程如下：振冲器就位；造孔旁振：控制振冲器以V_降垂直贯入粉细砂地基直至桩底设计标高处；造孔过程中，振冲器同步对当前所施工振冲密实砂桩周侧已施工完成桩体进行挤密加固；振密成桩：控制振冲器以V_提匀速缓慢向上提升至孔口；步骤三、完成多个振冲密实砂桩的施工过程。本发明施工方法简单、设计合理、实现方便且造价低、工效快、施工质量易于保证，能解决现有地基处理方法对粉细砂地基处理时存在的投入成本较高、施工工艺复杂、施工效率较低、地基加固处理效果较差、不适宜深层地基加固等问题。

Description

粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法

技术领域

本发明属于粉细砂地基处理技术领域，尤其是涉及一种粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法。

背景技术

随着西部大开发的进一步深入，尤其是榆林能源重化工基地建设的推进，往日荒芜的沙海如雨后春笋般崛起一片片栉比鳞次的工厂和高楼。在榆林内蒙广袤的毛乌素沙漠上，来自全国各地的建设者们，面临着在松散的粉细砂上进行地基处理的技术课题。目前，常用的地基处理方法主要包括水坠砂换填、强夯、水泥搅拌桩、灰土挤密桩、适用于处理粘粒含量不大于10％的中砂、粗砂地基等的振冲密实法等。但是，由于粉细砂地基的地质具有以下特点：一是上部风积砂非常松散，承载力较低且不均匀，工程性能差；二是砂子粘粒含量较小、砂颗粒间黏聚性差，空隙比大、渗水性强；三是不饱和砂粒间内摩擦力较大；四是浅层地下水蕴藏丰富等。因而，采用上述常用地基处理方法对粉细砂地基进行处理时，均不同程度地存在投入成本较高、施工工艺复杂、施工效率较低、地基加固处理效果较差、不适宜深层地基加固等多种缺陷和不足。因而，粉细砂地基的上述沙漠地质特性使得目前常用的各类地基处理方法均不能完全适用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其施工方法简单、设计合理、实现方便且造价低、工效快、施工质量易于保证，能解决现有地基处理方法对粉细砂地基处理时存在的投入成本较高、施工工艺复杂、施工效率较低、地基加固处理效果较差、不适宜深层地基加固等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、桩位测量放线：按照常规的桩位测量放线方法，在所施工粉细砂地基上对需施工的多个振冲密实砂桩的桩位分别进行测量放线；

多个所述振冲密实砂桩呈等边三角形布设，相邻两个所述振冲密实砂桩之间的间距均为1.4m～1.6m，且所述振冲密实砂桩的桩长不大于12m；

步骤二、振冲密实砂桩施工：采用常规振冲法施工中所用的振冲器对步骤一中多个所述振冲密实砂桩分别进行施工，且多个所述振冲密实砂桩的施工方法均相同，对于任一个所述振冲密实砂桩而言，其施工过程如下：

步骤201、振冲器就位：根据步骤一中对多个所述振冲密实砂桩的桩位测量放线结果，且采用吊装设备将所述振冲器对准当前所施工振冲密实砂桩的桩位；所述振冲器的功率为45Kw±5Kw；

步骤202、造孔旁振：启动所述振冲器和与所述振冲器相接的高压水泵送系统，且控制所述振冲器以V_降＝1m/min～2m/min的下降速度由上至下逐渐垂直贯入所施工粉细砂地基内，直至下降至当前所施工振冲密实砂桩的桩底设计标高处，则完成当前所施工振冲密实砂桩的造孔过程，获得成型桩孔一；且造孔过程中，所述高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.8MPa～1.2MPa且其供水量为500L/min～700L/min；

本步骤中，通过所述振冲器对当前所施工振冲密实砂桩进行造孔的同时，所述振冲器能同步对当前所施工振冲密实砂桩周侧已施工完成的所述振冲密实砂桩的桩体进行挤密加固；

步骤203、振密成桩：控制所述振冲器以提升速度V_提匀速缓慢向上提升至步骤202中所述成型桩孔一的孔口，则完成当前所施工振冲密实砂桩的振密成桩过程，获得施工完成的振冲密实砂桩；振密成桩过程中，所述高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.4MPa～0.6MPa且其供水量为250L/min～350L/min；当前所施工振冲密实砂桩的成桩振密时间t＝L×(10s/m～15s/m)，其中L为当前所施工振冲密实砂桩的桩长；

本步骤中进行振密成桩之前，应先对振密成桩过程中所述振冲器的提升速度V_提进行设定，且V_提＝L×t；

步骤三、多次重复步骤201至步骤203，直至完成步骤一中多个所述振冲密实砂桩的全部施工过程。

上述粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征是：步骤一中多个所述振冲密实砂桩的周侧均布设有多个短砂桩，各振冲密实砂桩周侧所布设的多个所述短砂桩的桩长均为1m～3m，且各振冲密实砂桩与其周侧所布设的多个所述短砂桩之间的间距均为0.6m～0.9m；

步骤一中对多个所述振冲密实砂桩的桩位分别进行测量放线的同时，还需按照常规的桩位测量放线方法，对各振冲密实砂桩周侧所布设的多个所述短砂桩的桩位分别进行测量放线；

相应地，步骤203中完成当前所施工振冲密实砂桩的振密成桩过程后，还需立即对步骤203中已施工完成的所述振冲密实砂桩进行扫桩处理；且进行扫桩处理过程中，需对步骤203中已施工完成的所述振冲密实砂桩周侧所布设的多个所述短砂桩分别进行施工，多个所述短砂桩的施工方法均相同，对于任一个所述短砂桩而言，其施工过程如下：

步骤I、振冲器就位：根据步骤一中对各振冲密实砂桩周侧所布设的多个所述短砂桩的桩位测量放线结果，且采用吊装设备将步骤201中所述振冲器对准当前所施工短砂桩的桩位；

步骤II、造孔旁振：启动所述振冲器和与所述振冲器相接的高压水泵送系统，且控制所述振冲器以V_降＝1m/min～2m/min的下降速度由上至下逐渐垂直贯入所施工粉细砂地基内，直至下降至当前所施工短砂桩的桩底设计标高处，则完成当前所施工短砂桩的造孔过程，获得成型桩孔二；且造孔过程中，所述高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.8MPa～1.2MPa且其供水量为500L/min～700L/min；

本步骤中，通过所述振冲器对当前所施工短砂桩进行造孔的同时，所述振冲器能同步对当前所施工短砂桩周侧已施工完成的所述振冲密实砂桩的桩体进行挤密加固；

步骤III、振密成桩：控制所述振冲器以步骤203中所述的提升速度V_提缓慢向上提升至步骤II中所述成型桩孔二的孔口，则完成当前所施工短砂桩的振密成桩过程；

步骤IV、多次重复步骤I至步骤IV，直至完成步骤203中已施工完成的所述振冲密实砂桩周侧所布设多个所述短砂桩的施工过程。

上述粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征是：步骤二中进行振冲密实砂桩施工时，通过对步骤202中所述振冲器的下降速度V_降和步骤203中所述振冲器的提升速度V_提进行调整，使得步骤201中当前所施工振冲密实砂桩的造孔旁振与振密成桩时间之和T≤L/k，其中L为当前所施工振冲密实砂桩的桩长，k＝1min/m。

上述粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征是：步骤202中所述的造孔过程中，所述振冲器的工作电压均为380V±20V且其工作电流均为50A～80A；步骤203中所述的振密成桩过程中，所述振冲器的工作电压均为380V±20V且其工作电流均为40A～50A。

上述粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征是：步骤II中所述的造孔过程中，所述振冲器的工作电压均为380V±20V且其工作电流均为50A～80A；步骤III中所述的振密成桩过程中，所述振冲器的工作电压均为380V±20V且其工作电流均为40A～50A。

上述粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征是：步骤一中多个所述振冲密实砂桩和各振冲密实砂桩周侧所布设的多个短砂桩均呈竖直向布设；且步骤202和步骤II中所述的造孔过程中，应确保所述振冲器上所安装的导管与竖直方向的夹角不大于5°。

上述粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征是：步骤一中多个所述振冲密实砂桩的周侧所布设短砂桩的数量均为两个，且各振冲密实砂桩与其周侧布设的两个所述短砂桩呈“L”形布设。

上述粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征是：两个所述短砂桩包括一个布设于所述振冲密实砂桩正前侧的短砂桩一和一个布设于所述振冲密实砂桩正左侧或正右侧的短砂桩二。

上述粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征是：各振冲密实砂桩与其周侧所布设的多个所述短砂桩之间的间距均为0.7m～0.8m。

上述粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征是：步骤201中所述振冲器的功率为45Kw。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、施工方法简单、设计合理、实现方便且造价比较低。

2、地基处理深度较深，容易保证施工的安全和质量，而且工效较高。

3、施工人员机具配置较少，适合多机组大面积作业，可大大缩短施工周期。

4、通过对造孔过程中的各工艺参数进行调整，实现了振冲器在满足除了本身成孔的需要外，还具有对当前所造孔周侧的桩体进行旁振，以达到挤密加固作用的效果。造孔施工过程中，振冲器能通过旁振作用对其同步对其周侧5m～8m范围内已施工完成的振冲密实砂桩的桩体进行挤密加固。而测试证明，施工完成的振冲密实砂桩除少部分桩体(一般为上覆荷载较大的桩体底部)可伴随强力震动自行坍塌密实外，其余大部分桩体的回填料，都是由扫桩处理(即其周侧所布设短砂桩的施工)及周边其它振冲密实砂桩的造孔时随水流溢出的砂回灌而成，因而本发明尤其适用于粉细砂地基的处理过程。

5、本发明将现有无填料振冲法施工振冲密实砂桩时，其成桩过程所采用的边提升边留振的成桩方式调整为控制振冲器以提升速度V_提匀速向上提升的成桩方式，不仅操控简便，而且实现方便，成桩质量易控。

6、各振冲密实砂桩施工完成后及时进行扫桩处理，扫桩处理在振冲密实砂桩的整体加固中起着非常重要的作用，扫桩可消除因不加填料及桩顶部地基土上覆压力小造成的振密效果减弱，从而影响振冲密实砂桩桩顶部的平整度和密实度的不良后果，且扫桩可增强振冲密实砂桩复合地基的整体加固效果。

7、施工效果好，不但适合加固松散的中粗砂地基，也非常适合处理粘粒含量不大于10％的松散粉细砂，本发明可使地基得到显著的挤密加固效果，提高地基承载力，消除地基不均匀性。对于粘粒含量不大于10％的粉细砂比较纯净，黏聚性差，透水性强，特别适合振冲密实砂桩发挥其不加填料、原砂振密的优势。利用强力水流造孔、伴随强大振动力密实的振冲密实砂桩，其基本原理就是利用强力水流的冲击力和水的重力所产生的水浸作用，在水分子改变砂粒间物理特性的同时，施以高频振动外力加速促进砂颗粒间重新排列组合，以达到减小空隙比、提高地基土密实度和场地均匀性的加固效果。通过验证，打过振冲密实砂桩的松散沙层表面大多沉降了300～800mm，说明处理范围内宏观体积缩小，微观空隙比减小，密实度和均匀度等工程性质均得到有效提高，尤其适合毛乌素沙漠风积砂工程的处理过程。

综上所述，本发明施工方法简单、设计合理、实现方便且造价低、工效快、施工质量易于保证，能有效适用于粉细砂地基处理过程且处理效果好，能够有效提高复合地基的承载力，并有效解决现有地基处理方法在粉细砂地基处理过程中存在的投入成本较高、施工工艺复杂、施工效率较低、地基加固处理效果较差、不适宜深层地基加固等多种缺陷和不足。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的施工方法流程框图。

图2为采用本发明施工完成的多个振冲密实砂桩和各振冲密实砂桩周侧所布设多个短砂桩的布设位置示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

附图标记说明：

1-振冲密实砂桩；    2-短砂桩。    3-所施工粉细砂地基。

具体实施方式

如图1所示的一种粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，包括以下步骤：

步骤一、桩位测量放线：按照常规的桩位测量放线方法，在所施工粉细砂地基3上对需施工的多个振冲密实砂桩1的桩位分别进行测量放线，详见图2及图3；

多个所述振冲密实砂桩1呈等边三角形布设，相邻两个所述振冲密实砂桩1之间的间距均为1.4m～1.6m，且所述振冲密实砂桩1的桩长不大于12m。所述振冲密实砂桩1的桩径为0.9m±0.2m。

因而，实际布桩时，多个所述振冲密实砂桩1的桩孔呈等边三角形布桩方式(或称正三角形布桩方式)。由于多个所述振冲密实砂桩1呈等边三角形布设，因而任一个振冲密实砂桩1与其前侧或后侧相邻的两个振冲密实砂桩1均分别布设在一个边长为1.4m～1.6m的等边三角形的三个顶点上。

本实施例中，相邻两个所述振冲密实砂桩1之间的间距均为1.5m，且所述振冲密实砂桩1的桩长为8m～11m。实际施工过程中，可以根据实际需要，对相邻两个所述振冲密实砂桩1之间的间距和各振冲密实砂桩1的桩长进行相应调整。所述振冲密实砂桩1的桩径为0.9m。

实际对振冲密实砂桩1的桩位进行测量放线时，其桩位使用钢尺测放，根据桩位图进行各轴线及桩位测量定点，轴线桩位点采用木桩固定。各轴线桩外引控制点，作为复测校核的基准点并采取保护措施。

步骤二、振冲密实砂桩施工：采用常规振冲法施工中所用的振冲器对步骤一中多个所述振冲密实砂桩1分别进行施工，且多个所述振冲密实砂桩1的施工方法均相同，对于任一个所述振冲密实砂桩1而言，其施工过程如下：

步骤201、振冲器就位：根据步骤一中对多个所述振冲密实砂桩1的桩位测量放线结果，且采用吊装设备将所述振冲器对准当前所施工振冲密实砂桩1的桩位。所述振冲器的功率为45Kw±5Kw。

本实施例中，所述振冲器的功率为45Kw，实际施工时，可根据具体需要，对所述振冲器的功率进行相应调整。

步骤202、造孔旁振：启动所述振冲器和与所述振冲器相接的高压水泵送系统，且控制所述振冲器以V_降＝1m/min～2m/min的下降速度由上至下逐渐垂直贯入所施工粉细砂地基3内，直至下降至当前所施工振冲密实砂桩的桩底设计标高处，则完成当前所施工振冲密实砂桩1的造孔过程，获得成型桩孔一；且造孔过程中，所述高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.8MPa～1.2MPa且其供水量为500L/min～700L/min。

本实施例中，所述振冲器的下降速度V_降＝1m/min。实际施工时，可根据具体需要，对所述振冲器的下降速度V_降在1m/min～2m/min的范围内进行相应调整。

本步骤中，通过所述振冲器对当前所施工振冲密实砂桩1进行造孔的同时，所述振冲器能同步对当前所施工振冲密实砂桩1周侧已施工完成的所述振冲密实砂桩1的桩体进行挤密加固。

根据测试得出，步骤202中所述振冲器在造孔过程中，还能同步对其周侧5m～8m范围内已施工完成的振冲密实砂桩1的桩体进行挤密加固。

步骤203、振密成桩：控制所述振冲器以提升速度V_提匀速缓慢向上提升至步骤202中所述成型桩孔一的孔口，则完成当前所施工振冲密实砂桩1的振密成桩过程，获得施工完成的振冲密实砂桩1；振密成桩过程中，所述高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.4MPa～0.6MPa且其供水量为250L/min～350L/min；当前所施工振冲密实砂桩1的成桩振密时间t＝L×(10s/m～15s/m)，其中L为当前所施工振冲密实砂桩1的桩长。

本步骤中进行振密成桩之前，应先对振密成桩过程中所述振冲器的提升速度V_提进行设定，且V_提＝L/t，即V_提＝(1/10～1/15)m/s。

本实施例中，V_提＝0.1m/s，实际施工时，可根据具体需要，对所述振冲器的提升速度V_提在(1/10～1/15)m/s的范围内进行相应调整。

步骤三、多次重复步骤201至步骤203，直至完成步骤一中多个所述振冲密实砂桩1的全部施工过程。

本实施例中，步骤一中多个所述振冲密实砂桩1的周侧均布设有多个短砂桩2，各振冲密实砂桩1周侧所布设的多个所述短砂桩2的桩长均为1m～3m，且各振冲密实砂桩1与其周侧所布设的多个所述短砂桩2之间的间距均为0.6m～0.9m。

实际施工过程中，步骤一中对多个所述振冲密实砂桩1的桩位分别进行测量放线的同时，还需按照常规的桩位测量放线方法，对各振冲密实砂桩1周侧所布设的多个所述短砂桩2的桩位分别进行测量放线。

本实施例中，步骤一中多个所述振冲密实砂桩1的周侧所布设短砂桩2的数量均为两个，且各振冲密实砂桩1与其周侧布设的两个所述短砂桩2呈“L”形布设。

实际布设时，两个所述短砂桩2包括一个布设于所述振冲密实砂桩1正前侧的短砂桩一和一个布设于所述振冲密实砂桩1正左侧或正右侧的短砂桩二。本实施例中，各振冲密实砂桩1与其周侧所布设的多个所述短砂桩2之间的间距均为0.7m～0.8m。

本实施例中，所述短砂桩2的桩径与振冲密实砂桩1的桩径相同。

相应地，步骤203中完成当前所施工振冲密实砂桩1的振密成桩过程后，还需立即对步骤203中已施工完成的所述振冲密实砂桩1进行扫桩处理；且进行扫桩处理过程中，需对步骤203中已施工完成的所述振冲密实砂桩1周侧所布设的多个所述短砂桩2分别进行施工，多个所述短砂桩2的施工方法均相同，对于任一个所述短砂桩2而言，其施工过程如下：

步骤I、振冲器就位：根据步骤一中对各振冲密实砂桩1周侧所布设的多个所述短砂桩2的桩位测量放线结果，且采用吊装设备将步骤201中所述振冲器对准当前所施工短砂桩2的桩位。

步骤II、造孔旁振：启动所述振冲器和与所述振冲器相接的高压水泵送系统，且控制所述振冲器以V_降＝1m/min～2m/min的下降速度由上至下逐渐垂直贯入所施工粉细砂地基3内，直至下降至当前所施工短砂桩2的桩底设计标高处，则完成当前所施工短砂桩2的造孔过程，获得成型桩孔二；且造孔过程中，所述高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.8MPa～1.2MPa且其供水量为500L/min～700L/min。

本实施例中，所述振冲器的下降速度V_降＝1m/min。实际施工时，可根据具体需要，对所述振冲器的下降速度V_降在1m/min～2m/min的范围内进行相应调整。

本步骤中，通过所述振冲器对当前所施工短砂桩2进行造孔的同时，所述振冲器能同步对当前所施工短砂桩2周侧已施工完成的所述振冲密实砂桩的桩体进行挤密加固。

根据测试得出，步骤II中所述振冲器在造孔过程中，还能同步对其周侧5m～8m范围内已施工完成的振冲密实砂桩1的桩体进行挤密加固。

步骤III、振密成桩：控制所述振冲器以步骤203中所述的提升速度V_提缓慢向上提升至步骤II中所述成型桩孔二的孔口，则完成当前所施工短砂桩2的振密成桩过程。

本实施例中，V_提＝0.1m/s，实际施工时，可根据具体需要，对所述振冲器的提升速度V_提在(1/10～1/15)m/s的范围内进行相应调整。

步骤IV、多次重复步骤I至步骤IV，直至完成步骤203中已施工完成的所述振冲密实砂桩1周侧所布设多个所述短砂桩2的施工过程。

同时，步骤二中进行振冲密实砂桩施工时，通过对步骤202中所述振冲器的下降速度V_降和步骤203中所述振冲器的提升速度V_提进行调整，使得步骤201中当前所施工振冲密实砂桩1的造孔旁振与振密成桩时间之和T≤L/k，其中L为当前所施工振冲密实砂桩的桩长，k＝1min/m。其中，T＝L/V_降+L/V_提。

实际施工时，步骤202中所述的造孔过程中，所述振冲器的工作电压均为380V±20V且其工作电流均为50A～80A；步骤203中所述的振密成桩过程中，所述振冲器的工作电压均为380V±20V且其工作电流均为40A～50A。步骤II中所述的造孔过程中，所述振冲器的工作电压均为380V±20V且其工作电流均为50A～80A；步骤III中所述的振密成桩过程中，所述振冲器的工作电压均为380V±20V且其工作电流均为40A～50A。

具体施工过程中，可根据实际具体需要，对所述振冲器的工作电压和工作电流进行相应调整。本实施例中，步骤202中所述的造孔过程中，所述振冲器的工作电压均为380V且其工作电流均为65A±5A；步骤203中所述的振密成桩过程中，所述振冲器的工作电压均为380V且其工作电流均为45A±2A。步骤II中所述的造孔过程中，所述振冲器的工作电压均为380V且其工作电流均为65A±5A；步骤III中所述的振密成桩过程中，所述振冲器的工作电压均为380V且其工作电流均为45A±2A。

本实施例中，步骤一中多个所述振冲密实砂桩1和各振冲密实砂桩1周侧所布设的多个短砂桩2均呈竖直向布设；且步骤202和步骤II中所述的造孔过程中，应确保所述振冲器上所安装的导管与竖直方向的夹角不大于5°。

综上，步骤202中和步骤II中所述的造孔过程中，由于所述振冲器钻进冲击原砂土，且所述振冲器的功率值发挥到最大值，伴之产生强大的高频水平震动力，有效影响半径在5m～8m，此时所述振冲器的工作电流(即造孔电流)一般在50A～80A。因而，所述振冲器在满足除了本身成孔的需要外，还具有对当前所造孔周侧的桩体进行旁振，以达到挤密加固作用的效果。因而，步骤202中对当前所施工振冲密实砂桩1进行造孔施工过程中，所述振冲器能通过旁振作用对其同步对其周侧5m～8m范围内已施工完成的振冲密实砂桩1的桩体进行挤密加固。

事实上，现有的无填料振冲法施工振冲密实砂桩1过程中，均采用边提升边留振的方式实现桩体挤密，但是在粉细砂地基处理中，除少部分桩体(一般为上覆荷载较大的桩体底部)可伴随强力震动自行坍塌密实外，上述边提升边留振的方式几乎影响当前所施工振冲密实砂桩1的密实效果，也就是说，现有的无填料振冲法在粉细砂地基中所施工成型的振冲密实砂桩1的密实度差，地基加固效果不好。因而，本发明中采用造孔旁振的方式，具体是通过周侧振冲密实砂桩1的造孔过程中的旁振作用对已施工完成振冲密实砂桩1的桩体进行挤密加固。也就是说，步骤203中所施工完成的振冲密实砂桩1的桩体是不够密实的，必须通过周侧其它振冲密实砂桩1的造孔过程中所产生的旁振作用进行进一步加固。

本发明将现有无填料振冲法施工振冲密实砂桩1时，其成桩过程所采用的边提升边留振的成桩方式调整为控制振冲器以提升速度V_提匀速向上提升的成桩方式，不仅操控简便，而且实现方便，成桩质量易控。

由于振冲密实砂桩1依靠原砂振密来加固地基，因而只有进行充分的扫桩处理，才能保证桩顶部的密实度。因而，步骤203中施工完成所述振冲密实砂桩1后，需及时对当前所施工振冲密实砂桩1进行扫桩处理，也就是说，各振冲密实砂桩1施工完成后，均必须及时进行扫桩处理。实际进行扫桩处理，各短砂桩2的施工工序控制及技术要求均与振冲密实砂桩1的各项技术要求相同。

同时，本发明中还需进行扫桩处理，扫桩处理在振冲密实砂桩1的整体加固中起着非常重要的作用。所谓扫桩，就是在已施工完成振冲密实砂桩1之间的桩间土上增设多个短砂桩。扫桩可消除因不加填料及桩顶部地基土上覆压力小造成的振密效果减弱，从而影响振冲密实砂桩1桩顶部的平整度和密实度的不良后果，且扫桩可增强振冲密实砂桩复合地基的整体加固效果。

经测试发现，采用本发明所施工完成的振冲密实砂桩1，除少部分桩体(一般为上覆荷载较大的桩体底部)可伴随强力震动自行坍塌密实外，其余大部分桩体的回填料，都是由扫桩处理(即其周侧所布设短砂桩的施工)及周边其它振冲密实砂桩1的造孔时随水流溢出的砂回灌而成。

由于造孔过程中，容易发生孔壁坍塌，为了避免塌砂将所述振冲器抱住，即产生所谓“夹桩”现象，要求造孔旁振下降速度V_降不宜过快，速度宜为1m/min～2m/min，达到设计深度后将射水量减小，拔管成桩。实际施工过程中，因缺水干钻、突发性停电、持力层变化等原因，造成桩孔壁沙层坍塌，塌落的沙子将所述振冲器抱死无法提钻，形成“夹桩”现象时，严禁硬拔所述导管，其严重后果可能是将吊装设备大臂折弯或振冲器拔断。塌孔夹桩应急措施：

1)夹桩后操作人员应立即关闭高压水泵送系统(具体是高压水泵)，防止桩端水压力过大，不利于提钻；振冲器的电机保持运转，将抱紧振冲器的沙子慢慢振松后，徐徐提钻到未塌孔断面；

2)夹桩时，如桩端未到持力层，应在充分洗孔后再次钻进，再次钻进的速度应大于30s/m，每次进深小于300mm，并反复提钻护孔，直至到达设计深度；

3)夹桩情况严重，凭借振冲器自身能力无法脱困时，应关机停止振动，使用专用冲杆从桩孔侧面选择2-3个点实施冲孔作业，冲孔深度必须超过夹桩断面，待夹桩沙层松散后开机提钻；

4)冲孔成功恢复施工后，必须保证桩端进入持力层，并在成桩后加强扫桩处理。

实际施工过程中，对步骤一中多个所述振冲密实砂桩1进行施工时，其施工顺序宜按常规的排桩法逐个进行。

以下对本发明所采用的不加填料振冲密实砂桩施工方法与现有几种地基处理方法的地基处理效果进行对比：

其中，本发明所采用的不加填料振冲密实砂桩施工方法的地基处理效果见表1：

表1本发明所采用不加填料振冲密实砂桩施工方法的地基处理效果对比表

本实施例中，振冲密实砂桩1的施工采用原砂振密工艺，无需原材料。

由于振冲密实砂桩1的施工过程需要大量施工用水，因而可采用抽取沙漠地基浅层地下水作为施工用水。打桩时因粉细砂极强的透水性，施工用水随即渗流回地下，并且没有任何污染。因而，振冲密实砂桩1的施工用水过程，实际上就是一个抽水、加压、回灌、渗流的水循环利用过程，因此，不会造成水资源的浪费和污染。同时，还需采用泥浆泵进行及时排水。振冲密实砂桩1从振冲器就位到成桩全过程，平均每根桩施工时间约在10min左右(对于10m长的振冲密实砂桩1而言)，每台桩机平均每天成桩约100根，工效较高。施工人员机具配置较少，适合多机组大面积作业，可大大缩短施工周期，经济效益显著。振冲密实砂桩单价每延米15元左右，比高能级强夯可降低30％以上的费用，比深基坑开挖换填可降低50％以上的费用，比水泥搅拌桩等复合地基可降低60％以上的费用。

现有水坠砂换填法的地基处理效果见表2：

表2现有水坠砂换填法的地基处理效果对比表

现有强夯法的地基处理效果见表3：

表3现有强夯法的地基处理效果对比表

现有水泥搅拌桩施工方法的地基处理效果见表4：

表4现有水泥搅拌桩施工方法的地基处理效果对比表

现有灰土挤密桩施工方法的地基处理效果见表5：

表5现有灰土挤密桩施工方法的地基处理效果对比表

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、桩位测量放线：按照常规的桩位测量放线方法，在所施工粉细砂地基(3)上对需施工的多个振冲密实砂桩(1)的桩位分别进行测量放线；

多个所述振冲密实砂桩(1)呈等边三角形布设，相邻两个所述振冲密实砂桩(1)之间的间距均为1.4m～1.6m，且所述振冲密实砂桩(1)的桩长不大于12m；

步骤二、振冲密实砂桩施工：采用常规振冲法施工中所用的振冲器对步骤一中多个所述振冲密实砂桩(1)分别进行施工，且多个所述振冲密实砂桩(1)的施工方法均相同，对于任一个所述振冲密实砂桩(1)而言，其施工过程如下：

步骤201、振冲器就位：根据步骤一中对多个所述振冲密实砂桩(1)的桩位测量放线结果，且采用吊装设备将所述振冲器对准当前所施工振冲密实砂桩(1)的桩位；所述振冲器的功率为45Kw±5Kw；

步骤202、造孔旁振：启动所述振冲器和与所述振冲器相接的高压水泵送系统，且控制所述振冲器以V_降＝1m/min～2m/min的下降速度由上至下逐渐垂直贯入所施工粉细砂地基(3)内，直至下降至当前所施工振冲密实砂桩的桩底设计标高处，则完成当前所施工振冲密实砂桩(1)的造孔过程，获得成型桩孔一；且造孔过程中，所述高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.8MPa～1.2MPa且其供水量为500L/min～700L/min；

本步骤中，通过所述振冲器对当前所施工振冲密实砂桩(1)进行造孔的同时，所述振冲器能同步对当前所施工振冲密实砂桩(1)周侧已施工完成的所述振冲密实砂桩(1)的桩体进行挤密加固；

步骤203、振密成桩：控制所述振冲器以提升速度V_提匀速缓慢向上提升至步骤202中所述成型桩孔一的孔口，则完成当前所施工振冲密实砂桩(1)的振密成桩过程，获得施工完成的振冲密实砂桩(1)；振密成桩过程中，所述高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.4MPa～0.6MPa且其供水量为250L/min～350L/min；当前所施工振冲密实砂桩(1)的成桩振密时间t＝L×(10s/m～15s/m)，其中L为当前所施工振冲密实砂桩(1)的桩长；

本步骤中进行振密成桩之前，应先对振密成桩过程中所述振冲器的提升速度V_提进行设定，且V_提＝L/t；

步骤三、多次重复步骤201至步骤203，直至完成步骤一中多个所述振冲密实砂桩(1)的全部施工过程。

2.按照权利要求1所述的粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征在于：步骤一中多个所述振冲密实砂桩(1)的周侧均布设有多个短砂桩(2)，各振冲密实砂桩(1)周侧所布设的多个所述短砂桩(2)的桩长均为1m～3m，且各振冲密实砂桩(1)与其周侧所布设的多个所述短砂桩(2)之间的间距均为0.6m～0.9m；

步骤一中对多个所述振冲密实砂桩(1)的桩位分别进行测量放线的同时，还需按照常规的桩位测量放线方法，对各振冲密实砂桩(1)周侧所布设的多个所述短砂桩(2)的桩位分别进行测量放线；

相应地，步骤203中完成当前所施工振冲密实砂桩(1)的振密成桩过程后，还需立即对步骤203中已施工完成的所述振冲密实砂桩(1)进行扫桩处理；且进行扫桩处理过程中，需对步骤203中已施工完成的所述振冲密实砂桩(1)周侧所布设的多个所述短砂桩(2)分别进行施工，多个所述短砂桩(2)的施工方法均相同，对于任一个所述短砂桩(2)而言，其施工过程如下：

步骤I、振冲器就位：根据步骤一中对各振冲密实砂桩(1)周侧所布设的多个所述短砂桩(2)的桩位测量放线结果，且采用吊装设备将步骤201中所述振冲器对准当前所施工短砂桩(2)的桩位；

步骤II、造孔旁振：启动所述振冲器和与所述振冲器相接的高压水泵送系统，且控制所述振冲器以V_降＝1m/min～2m/min的下降速度由上至下逐渐垂直贯入所施工粉细砂地基(3)内，直至下降至当前所施工短砂桩(2)的桩底设计标高处，则完成当前所施工短砂桩(2)的造孔过程，获得成型桩孔二；且造孔过程中，所述高压水泵送系统所泵送高压水的水压为0.8MPa～1.2MPa且其供水量为500L/min～700L/min；

本步骤中，通过所述振冲器对当前所施工短砂桩(2)进行造孔的同时，所述振冲器能同步对当前所施工短砂桩(2)周侧已施工完成的所述振冲密实砂桩的桩体进行挤密加固；

步骤III、振密成桩：控制所述振冲器以步骤203中所述的提升速度V_提缓慢向上提升至步骤II中所述成型桩孔二的孔口，则完成当前所施工短砂桩(2)的振密成桩过程；

步骤IV、多次重复步骤I至步骤IV，直至完成步骤203中已施工完成的所述振冲密实砂桩(1)周侧所布设多个所述短砂桩(2)的施工过程。

3.按照权利要求1或2所述的粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征在于：步骤二中进行振冲密实砂桩施工时，通过对步骤202中所述振冲器的下降速度V_降和步骤203中所述振冲器的提升速度V_提进行调整，使得步骤201中当前所施工振冲密实砂桩(1)的造孔旁振与振密成桩时间之和T≤L×k，其中L为当前所施工振冲密实砂桩的桩长，k＝1min/m。

4.按照权利要求1所述的粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征在于：步骤202中所述的造孔过程中，所述振冲器的工作电压均为380V±20V且其工作电流均为50A～80A；步骤203中所述的振密成桩过程中，所述振冲器的工作电压均为380V±20V且其工作电流均为40A～50A。

5.按照权利要求2所述的粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征在于：步骤II中所述的造孔过程中，所述振冲器的工作电压均为380V±20V且其工作电流均为50A～80A；步骤III中所述的振密成桩过程中，所述振冲器的工作电压均为380V±20V且其工作电流均为40A～50A。

6.按照权利要求2所述的粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征在于：步骤一中多个所述振冲密实砂桩(1)和各振冲密实砂桩周侧(1)所布设的多个短砂桩(2)均呈竖直向布设；且步骤202和步骤II中所述的造孔过程中，应确保所述振冲器上所安装的导管与竖直方向的夹角不大于5°。

7.按照权利要求2所述的粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征在于：步骤一中多个所述振冲密实砂桩(1)的周侧所布设短砂桩(2)的数量均为两个，且各振冲密实砂桩(1)与其周侧布设的两个所述短砂桩(2)呈“L”形布设。

8.按照权利要求7所述的粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征在于：两个所述短砂桩(2)包括一个布设于所述振冲密实砂桩(1)正前侧的短砂桩一和一个布设于所述振冲密实砂桩(1)正左侧或正右侧的短砂桩二。

9.按照权利要求2所述的粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征在于：各振冲密实砂桩(1)与其周侧所布设的多个所述短砂桩(2)之间的间距均为0.7m～0.8m。

10.按照权利要求1或2所述的粉细砂地基不加填料振冲密实砂桩施工方法，其特征在于：步骤201中所述振冲器的功率为45Kw。

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