中华人民共和国行业标建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002条文说明 3
8 砂石桩法
8.1 一般规定
8.1.1 碎石桩、砂桩和砂石桩总称为砂石桩,是指采用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后,再将砂或碎石挤压入已成的孔中,形成大直径的砂石所构成的密实桩体。砂石桩法早期主要用于挤密砂土地基,随着研究和实践的深化,特别是高效能专用机具出现后,应用范围不断扩大。为提高其在粘性土中的处理效果,砂石桩填料由砂扩展到砂、砾及碎石。
砂石桩用于松散砂土、粉土、粘性土、素填土及杂填土地基,主要靠桩的挤密和施工中的振动作用使桩周围土的密度增大,从而使地基的承载能力提高,压缩性降低。国内外的实际工程经验证明砂石桩法处理砂土及填土地基效果显著,并已得到广泛应用。
砂石桩处理可液化地基的有效性已为国内外不少实际地震和试验研究成果所证实。
砂石桩法用于处理软土地基,国内外也有较多的工程实例。但应注意由于软粘土含水量高、透水性差,砂石桩很难发挥挤密效用,其主要作用是部分置换并与软粘土构成复合地基,同时加速软土的排水固结,从而增大地基土的强度,提高软基的承载力。在软粘土中应用砂石桩法有成功的经验,也有失败的教训。因而不少人对砂石桩处理软粘土持有疑义,认为粘土透水性差,特别是灵敏度高的土在成桩过程中,土中产生的孔隙水压力不能迅速消散,同时天然结构受到扰动将导致其抗剪强度降低,如置换率不够高是很难获得可靠的处理效果的。此外,认为如不经过预压,处理后地基仍将发生较大的沉降,对沉降要求严格的建筑结构难以满足允许的沉降要求。所以,用砂石桩处理饱和软粘土地基,应按建筑结构的具体条件区别对待,最好是通过现场试验后再确定是否采用。据此本条指出,在饱和粘土地基上对变形控制要求不严的工程也可采用砂石桩置换处理。
8.1.2 采用砂石桩法处理地基除应按第3章基本规定中要求收集详细的岩土工程勘察资料外,针对砂石桩法的特点本条提出了还应补充的一些设计和施工所需资料。
施工可用的机械及方法是进行设计和施工的基本前提,不同的机具具有不同的特性参数和性能,它关系到砂石桩的布置、桩距及用料的确定以及效果的预测等,必须事前有所了解。
砂石桩填料用量大并有一定的技术规格要求,故应预先勘察确定取料场及储量、材料的性能、运距等。
砂石桩处理饱和粘土地基,载荷初期将产生较大的变形。砂石桩主要起置换作用,并与地基土组合成复合地基,增大地基抗剪强度,提高地基抗滑动破坏能力。
对于砂土地基,砂土的最大、最小孔隙比以及原地层的天然密度是设计的基本依据,应事先提供资料。
8.2 设计
8.2.1 砂石桩的设计内容包括桩位布置、桩距、处理范围、灌砂石量及处理地基的承载力、稳定或变形验算。
砂石桩的平面布置可采用等边三角形或正方形。对于砂土地基,因靠砂石桩的挤密提高桩周土的密度,所以采用等边三角形更有利,它使地基挤密较为均匀。对于软粘土地基,主要靠置换,因而选用任何一种均可。
砂石桩直径的大小取决于施工设备桩管的大小和地基土的条件。小直径桩管挤密质量较均匀但施工效率低;大直径桩管需要较大的机械能力,工效高,采用过大的桩径,一根桩要承担的挤密面积大,通过一个孔要填人的砂料多,不易使桩周土挤密均匀。对于软粘土宜选用大直径桩管以减小对原地基土的扰动程度,同时置换率较大可提高处理的效果。沉管法施工时,设计成桩直径与套管直径比不宜大于1.5,主要考虑振动挤压时如扩径较大,会对地基土产生较大扰动,不利于保证成桩质量。另外,成桩时间长,效率低给施工也会带来困难。目前使用的桩管直径一般为300~800mm,但也有小于200mm或大于800mm的。
8.2.2 砂石桩处理松砂地基的效果受地层、土质、施工机械、施工方法、填砂石的性质和数量、砂石桩排列和间距等多种因素的综合影响,较为复杂。国内外虽已有不少实践,并曾进行了一些试验研究,积累了一些资料和经验,但是有关设计参数如桩距、灌砂石量以及施工质量的控制等仍须通过施工前的现场试验才能确定。
桩距不能过小,也不宜过大,根据经验提出桩距一般可控制在3~4.5倍桩径之内。合理的桩径取决于具体的机械能力和地层土质条件。当合理的桩距和桩的排列布置确定后,一根桩所承担的处理范围即可确定。土层密度的增加靠其孔隙的减小,把原土层的密度提高到要求的密度,孔隙要减小的数量可通过计算得出。这样可以设想只要灌人的砂石料能把需要减小的孔隙都充填起来,那么土层的密度也就能够达到预期的数值。据此,如果假定地层挤密是均匀的,同时挤密前后土的固体颗粒体积不变,则可推导出本条所列的桩距计算公式。
对粉土和砂土地基,以上公式推导是假设地面标高施工后和施工前没有变化。实际上,很多工程都采用振动沉管法施工,施工时对地基有振密和挤密双重作用,而且地面下沉,施工后地面平均下沉量可达100~300mm。因此,当采用振动沉管法施工砂石桩时,桩距可适当增大,修正系数建议取1.1~1.2。
地基挤密要求达到的密实度是从满足建筑结构地基的承载力、变形或防止液化的需要而定的,原地基土的密实度可通过钻探取样试验,也可通过标准贯入、静力触探等原位测试结果与有关指标的相关关系确定。各有关的相关关系可通过试验求得,也可参考当地或其他可靠的资料。
这种计算桩距的方法,除了假定条件不完全符合实际外,砂石桩的实际直径也较难准确地定出。因而有的资料把砂石桩体积改为灌砂石量,即只控制砂石量,不必注意桩的直径如何。其实两者基本上是一样的。
桩间距与要求的复合地基承载力及桩和原地基土的承载力有关。如按要求的承载力算出的置换率过高、桩距过小不易施工时,则应考虑增大桩径和桩距。在满足上述要求条件下,一般桩距应适当大些,可避免施工过大地扰动原地基土,影响处理效果。
8.2.3 关于砂石桩的长度,通常应根据地基的稳定和变形验算确定,为保证稳定,桩长应达到滑动弧面之下,当软土层厚度不大时,桩长宜超过整个松软土层。标准贯人和静力触探沿深度的变化曲线也是提供确定桩长的重要资料。
对可液化的砂层,为保证处理效果,一般桩长应穿透液化层,如可液化层过深,则应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011有关规定确定。
另外,根据砂石桩单桩荷载试验表明,砂石桩桩体在受荷过程中,在桩顶4倍桩径范围内将发生侧向膨胀,因此设计深度应大于主要受荷深度,即不宜小于4.Om。
一般建筑物的沉降存在一个沉降槽,当差异沉降过大,则会使建筑物受到损坏。为了减少其差异沉降,可分区采用不同桩长进行加固,用以调整差异沉降。
8.2.4 本条规定砂石桩处理地基要超出基础一定宽度,这是基于基础的压力向基础外扩散。另外,考虑到外围的2~3排桩挤密效果较差,提出加宽1~3排桩,原地基越松则应加宽越多。重要的建筑以及要求荷载较大的情况应加宽多些。
砂石桩法用于处理液化地基,原则上必须确保建筑物的安全使用。基础外应处理的宽度目前尚无统一的标准。美国经验取等于处理的深度,但根据日本和我国有关单位的模型试验得到结果为应处理深度的2/3。另由于基础压力的影响,使地基土的有效压力增加,抗液化能力增大,故这一宽度可适当降低。同时根据日本用挤密桩处理的地基经过地震考验的结果,说明需处理的宽度也比处理深度的2/3小,据此定出每边放宽不宜小于处理深度的1/2。同时不宜小于5m。
8.2.5 砂石桩桩孔内的填料量应通过现场试验确定。考虑到挤密砂石桩沿深度不会完全均匀,同时实践证明砂石桩施工挤密程度较高时地面要隆起,另外施工中还会有所损失等,因而实际设计灌砂石量要比计算砂石量增加一些。根据地层及施工条件的不同增加量约为计算量的20%~40%。
8.2.6 关于砂石桩用料的要求,对于砂基,条件不严格,只要比原土层砂质好同时易于施工即可,一般应注意就地取材。按照各有关资料的要求最好用级配较好的中、粗砂,当然也可用砂砾及碎石。对饱和粘性土因为要构成复合地基,特别是当原地基土较软弱、侧限不大时,为了有利于成桩,宜选用级配好、强度高的砂砾混合料或碎石。填料中最大颗粒尺寸的限制取决于桩管直径和桩尖的构造,以能顺利出料为宜,本条规定最大不应超过50mm。考虑有利于排水,同时保证具有较高的强度,规定砂石桩用料中小于0.005mm的颗粒含量(即含泥量)不能超过5%。
8.3 施工
8.3.1 砂石桩的施工,应选用与处理深度相适应的机械。可用的砂石桩施工机械类型很多,除专用机械外还可利用一般的打桩机改装。砂石桩机械主要可分为两类,即振动式砂石桩机和锤击式砂石桩机。此外,也有用振捣器或叶片状加密机,但应用较少。
用垂直上下振动的机械施工的称为振动沉管成桩法,用锤击式机械施工成桩的称为锤击沉管成桩法,锤击沉管成桩法的处理深度可达10m。砂石桩机通常包括桩机架、桩管及桩尖、提升装置、挤密装置(振动锤或冲击锤)、上料设备及检测装置等部分。为了使砂石有效地排出或使桩管容易打入,高能量的振动砂石桩机配有高压空气或水的喷射装置,同时配有自动记录桩管贯入深度、提升量、压入量、管内砂石位置及变化(灌砂石及排砂石量),以及电机电流变化等检测装置。国外有的设备还装有微机,根据地层阻力的变化自动控制灌砂石量并保证沿深度均匀挤密全面达到设计标准。
8.3.2 不同的施工机具及施工工艺用于处理不同的地层会有不同的处理效果。常遇到设计与实际情况不符或者处理质量不能达到设计要求的情况,因此施工前在现场的成桩试验具有重要的意义。
通过现场成桩试验检验设计要求和确定施工工艺及施工控制要求,包括填砂石量、提升高度、挤压时间等。为了满足试验及检测要求,试验桩的数量应不少于7~9个。正三角形布置至少要7个(即中间1个周围6个);正方形布置至少要9个(3排3列每排每列各3个)。如发现问题,则应及时会同设计人员调整设计或改进施工。
8.3.3 振动法施工,成桩步骤如下:
1 移动桩机及导向架,把桩管及桩尖对准桩位;
2 启动振动锤,把桩管下到预定的深度;
3 向桩管内投入规定数量的砂石料(根据施工试验的经验,为了提高施工效率,装砂石也可在桩管下到便于装料的位置时进行);
4 把桩管提升一定的高度(下砂石顺利时提升高度不超过1~2m),提升时桩尖自动打开,桩管内的砂石料流入孔内;
5 降落桩管,利用振动及桩尖的挤压作用使砂石密实;
6 重复4、5两工序,桩管上下运动,砂石料不断补充,砂石桩不断增高;
7 桩管提至地面,砂石桩完成。
施工中,电机工作电流的变化反映挤密程度及效率。电流达到一定不变值,继续挤压将不会产生挤密效能。施工中不可能及时进效果检测,因此按成桩过程的各项参数对施工进行控制是重要的环节,必须予以重视,有关记录是质量检验的重要资料。
8.3.5 锤击法施工有单管法和双管法两种,但单管法难以发挥挤密作用,故一般宜用双管法。
双管法的施工根据具体条件选定施工设备,也可临时组配。其施工成桩过程如下:
1 将内外管安放在预定的桩位上,将用作桩塞的砂石投入外管底部;
2 以内管做锤冲击砂石塞,靠摩擦力将外管打人预定深度;
3 固定外管将砂石塞压入土中;
4 提内管并向外管内投入砂石料;
5 边提外管边用内管将管内砂石冲出挤压土层;
6 重复4、5步骤;
7 待外管拔出地面,砂石桩完成。
此法优点是砂石的压人量可随意调节,施工灵活,特别适合小规模工程。
其他施工控制和检测记录参照振动法施工的有关规定。
8.3.6 以挤密为主的砂石桩施工时,应间隔(跳打)进行,并宜由外侧向中间推进;对粘性土地基,砂石桩主要起置换作用,为了保证设计的置换率,宜从中间向外围或隔排施工;在既有建(构)筑物邻近施工时,为了减少对邻近既有建(构)筑物的振动影响,应背离建(构)筑物方向进行。
砂石桩施工完了,当设计或施工投砂石量不足时地面会下沉;当投料过多时地面会隆起,同时表层0.5~1.0m常呈松软状态。如遇到地面隆起过高也说明填砂石量不适当。实际观测资料证明,砂石在达到密实状态后进一步承受挤压又会变松,从而降低处理效果。遇到这种情况应注意适当减少填砂石量。
施工场地土层可能不均匀,土质多变,处理效果不能直接看到,也不能立即测出。为了保证施工质量,使在土层变化的条件下施工质量也能达到标准,应在施工中进行详细的观测和记录。观测内容包括桩管下沉随时间的变化;灌砂石量预定数量与实际数量;桩管提升和挤压的全过程(提升、挤压、砂桩高度的形成随时间的变化)等。有自动检测记录仪器的砂石桩机施工中可以直接获得有关的资料,无此设备时须由专人测读记录。根据桩管下沉时间曲线可以估计土层的松软变化随时掌握投料数量。
8.3.8 砂石桩桩顶部施工时,由于上覆压力较小,因而对桩体的约束力较小,桩顶形成一个松散层,加载前应加以处理(挖除或碾压)才能减少沉降量,有效地发挥复合地基作用。
8.4 质量检验
8.4.1 砂石桩施工的沉管时间、各深度段的填砂石量、提升及挤压时间等是施工控制的重要手段,这些资料本身就可以作为评估施工质量的重要依据,再结合抽检便可以较好地作出质量评价。
8.4.2 由于在制桩过程中原状土的结构受到不同程度的扰动,强度会有所降低,饱和土地基在桩周围一定范围内,土的孔隙水压力上升。待休置一段时间后,孔隙水压力会消散,强度会逐渐恢复,恢复期的长短是根据土的性质而定。原则上应待孔压消散后进行检验。粘性土孔隙水压力的消散需要的时间较长,砂土则很快。根据实际工程经验规定对饱和粘性土为28d,粉土、砂土和杂填土可适当减少。对非饱和土不存在此问题,一般在桩施工后3~5d即可进行。
8.4.3 砂石桩处理地基最终是要满足承载力、变形或抗液化的要求,标准贯入、静力触探以及动力触探可直接提供检测资料,所以本条规定可用这些测试方法检测砂石桩及其周围土的挤密效果。
应在桩位布置的等边三角形或正方形中心进行砂石桩处理效果检测,因为该处挤密效果较差。只要该处挤密达到要求,其他位置就一定会满足要求。此外,由该处检测的结果还可判明桩间距是否合理。
如处理可液化地层时,可按标准贯人击数来衡量砂性土的抗液化性,使砂石桩处理后的地基实测标准贯入击数大于临界贯入击数。这种液化判别方法只考虑了桩间土的抗液化能力,而未考虑砂石桩的作用,因而在设计上是偏于安全的。
9 水泥粉煤灰碎石桩法
9.1 一般规定
9.1.1 水泥粉煤灰碎石桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩(简称CFG桩),桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。
水泥粉煤灰碎石桩系高粘结强度桩,需在基础和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层。保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。
水泥粉煤灰碎石桩与素混凝土桩的区别仅在于桩体材料的构成不同,而在其受力和变形特性方面没有什么区别。
水泥粉煤灰碎石桩复合地基具有承载力提高幅度大,地基变形小等特点,并具有较大的适用范围。就基础形式而言,既可适用于条基、独立基础,也可适用于箱基、筏基;既有工业厂房,也有民用建筑。就土性而言,适用于处理粘土、粉土、砂土和正常固结的素填土等地基。对淤泥质土应通过现场试验确定其适用性。
水泥粉煤灰碎石桩不仅用于承载力较低的土,对承载力较高(如承载力fak=200kPa)但变形不能满足要求的地基,也可采用水泥粉煤灰碎石桩以减少地基变形。
目前已积累的工程实例,用水泥粉煤灰碎石桩处理承载力较低的地基多用于多层住宅和工业厂房。比如南京浦镇车辆厂厂南生活区24幢6层住宅楼,原地基土承载力特征值为60kPa的淤泥质土,经处理后复合地基承载力特征值达240kPa,基础形式为条基,建筑物最终沉降多在4cm左右。
对一般粘性土、粉土或砂土,桩端具有好的持力层,经水泥粉煤灰碎石桩处理后可作为高层或超高层建筑地基,如北京华亭嘉园35层住宅楼,天然地基承载力特征值为fak=200kPa,采用水泥粉煤灰碎石桩处理后建筑物沉降3~4cm。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,一般先施工碎石桩,然后在碎石桩中间打沉管水泥粉煤灰碎石桩,既可消除地基土的液化,又可获取很高的复合地基承载力。
9.1.2 水泥粉煤灰碎石桩具有较强的置换作用,其他参数相同,桩越长、桩的荷载分担比(桩承担的荷载占总荷载的百分比)越高。设计时须将桩端落在相对好的土层上,这样可以很好地发挥桩的端阻力,也可避免场地岩性变化大可能造成建筑物沉降的不均匀。
9.1.3 目前国内许多地区发生的建筑物倾斜、开裂等事故,由地基变形不均匀所致占了较大的比例。特别对于地基土岩性变化大,若只按承载力控制进行设计,将会出现变形过大或严重不均匀,影响建筑物正常使用。本条规定水泥粉煤灰碎石桩复合地基应进行地基变形验算,是与现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007强调按变形控制的设计思想相一致的。
9.2 设计
9.2.1 水泥粉煤灰碎石桩桩径宜取350~600mm,桩径过小,施工质量不容易控制,桩径过大,需加大褥垫层厚度才能保证桩土共同承担上部结构传来的荷载。
水泥粉煤灰碎石桩可只布置在基础范围内,对可液化地基,基础内可采用振动沉管水泥粉煤灰碎石桩、振动沉管碎石桩间作的加固方案,但基础外一定范围内须打设一定数量的碎石桩。
9.2.2 桩距应根据设计要求的复合地基承载力、建筑物控制沉降量、土性、施工工艺等确定,宜取3~5倍桩径。
设计的桩距首先要满足承载力和变形量的要求。从施工角度考虑,尽量选用较大的桩距,以防止新打桩对已打桩的不良影响。
就土的挤(振)密性而言,可将土分为:
1 挤(振)密效果好的土,如松散粉细砂、粉土、人工填土等;
2 可挤(振)密土,如不太密实的粉质粘土;
3 不可挤(振)密土,如饱和软粘土或密实度很高的粘性土、砂土等。
施工工艺可分为两大类:
一是对桩间土产生扰动或挤密的施工工艺,如振动沉管打桩机成孔制桩,属挤土成桩工艺。
其二是对桩间土不产生扰动或挤密的施工工艺,如长螺旋钻孔灌注成桩,属非挤土成桩工艺。
对挤土成桩工艺和不可挤密土宜采用较大的桩距。
在满足承载力和变形要求的前提下,可以通过调整桩长来调整桩距,桩越长,桩间距可以越大。
9.2.3 褥垫层在复合地基中具有如下的作用:
1 保证桩、土共同承担荷载,它是水泥粉煤灰碎石桩形成复合地基的重要条件。
2 通过改变褥垫厚度,调整桩垂直荷载的分担,通常褥垫越薄桩承担的荷载占总荷载的百分比越高,反之亦然。
3 减少基础底面的应力集中。
4 调整桩、土水平荷载的分担,褥垫层越厚,土分担的水平荷载占总荷载的百分比越大,桩分担的水平荷载占总荷载的百分比越小。
工程实践表明,褥垫层合理厚度为100~300mm,考虑施工时的不均匀性,本条规定褥垫层厚度取150~300mm,当桩径大,桩距大时宜取高值。
9.2.4 褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级配砂石和碎石,最大粒径不宜大于30mm。
不宜采用卵石,由于卵石咬合力差,施工时扰动较大、褥垫厚度不容易保证均匀。
9.2.5 水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,初步设计时也可按式(9.2.5)估算:
式中fsk为加固后桩间土承载力特征值(kPa),宜按当地经验取值,如无经验时,可取天然地基承载力特征值。
当采用非挤土成桩工艺时,fsk可取天然地基承载力特征值。
当采用挤土成桩工艺时,对结构性土,如淤泥质土等,施工时因受扰动强度降低,施工完后随着恢复期的增加,土体强度会有所恢复,土性不同,强度恢复的程度和所需的时间也不同,比如南京造纸厂工程,地基土为淤泥质粉质粘土,天然地基承载力特征值为fak=87kPa,采用振动沉管打桩机施工,施工后不同恢复期地基承载力特征值如表13所示。
9.2.8 水泥粉煤灰碎石桩复合地基的变形计算应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定执行。但有两点需作说明:
9.2.9 复合地基变形计算过程中,在复合土层范围内,压缩模量很高时,可能满足下式
要求,若计算到此为止,就漏掉了桩端以下土层的变形量,因此,计算时计算深度必须大于复合土层厚度。
9.3 施工
9.3.1 水泥粉煤灰碎石桩的施工,应根据设计要求和现场地基土的性质、地下水埋深、场地周边是否有居民、有无对振动反应敏感的设备等多种因素选择施工工艺。
这里给出了三种常用的施工工艺:1.长螺旋钻孔灌注成桩;2.长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩;3.振动沉管灌注成桩。
若地基土是松散的饱和粉细砂、粉土,以消除液化和提高地基承载力为目的,此时应选择振动沉管打桩机施工;振动沉管灌注成桩属挤土成桩工艺,对桩间土具有挤(振)密效应。但振动沉管灌注成桩工艺难以穿透厚的硬土层、砂层和卵石层等。在饱和粘性土中成桩,会造成地表隆起,挤断已打桩,且振动和噪声污染严重,在城市居民区施工受到限制。在夹有硬的粘性土时,可采用长螺旋钻机引孔,再用振动沉管打桩机制桩。
长螺旋钻孔灌注成桩适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土,属非挤土成桩工艺,该工艺具有穿透能力强,无振动、低噪音、无泥浆污染等特点,但要求桩长范围内无地下水,以保证成孔时不塌孔。
长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺,是国内近几年来使用比较广泛的一种新工艺,属非挤土成桩工艺,具有穿透能力强、低噪音、无振动、无泥浆污染、施工效率高及质量容易控制等特点。
长螺旋钻孔灌注成桩和长螺旋钻成孔、管内泵压混合料成桩工艺,在城市居民区施工,对周围居民和环境的不良影响较小。
9.3.2 水泥粉煤灰碎石桩施工除应符合国家现行有关规范外,尚应符合下列要求:
1 当用振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔灌注成桩施工时,桩体配比中采用的粉煤灰可选用电厂收集的粗灰;当采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩时,为增加混合料和易性和可泵性,宜选用细度(0.045mm方孔筛筛余百分比)不大于45%的Ⅲ级或Ⅲ级以上等级的粉煤灰。
2 长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工时每方混合料粉煤灰掺量宜为70~90kg,坍落度应控制在160~200mm,这主要是考虑保证施工中混合料的顺利输送。坍落度太大,易产生泌水、离析,泵压作用下,骨料与砂浆分离,导致堵管。坍落度太小,混合料流动性差,也容易造成堵管。振动沉管灌注成桩若混合料坍落度过大,桩顶浮浆过多,桩体强度会降低。
3 长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工,应准确掌握提拔钻杆时间,钻孔进入土层预定标高后,开始泵送混合料,管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时提钻。若提钻时间较晚,在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,容易造成管路堵塞。应杜绝在泵送混合料前提拔钻杆,以免造成桩端处存在虚土或桩端混合料离析、端阻力减小。提拔钻杆中应连续泵料,特别是在饱和砂土、饱和粉土层中不得停泵待料,避免造成混合料离析、桩身缩径和断桩,目前施工多采用2台0.5m3的强制式搅拌机,可满足施工要求。
振动沉管灌注桩成桩施工应控制拔管速度,拔管速度太快易造成桩径偏小或缩颈断桩。在南京浦镇车辆厂工地做了三种拔管速度的试验,(1)拔管速度为1.2m/min时,成桩后开挖测桩径为38cm(沉管为φ377管);(2)拔管速度为2.5m/min,沉管拔出地面后,有大约0.2m3的混合料被带到地表,开挖后测桩径为36cm;(3)拔管速度为0.8m/min时,成桩后发现桩顶浮浆较多。经大量工程实践认为,拔管速率控制在1.2~1.5m/min是适宜的。
4 施工中桩顶标高应高出设计桩顶标高,留有保护桩长。保护桩长的设置是基于以下几个因素:(1)成桩时桩顶不可能正好与设计标高完全一致,一般要高出桩顶设计标高一段长度;(2)桩顶一般由于混合料自重压力较小或由于浮浆的影响,靠桩顶一段桩体强度较差;(3)已打桩尚未结硬时,施打新桩可能导致已打桩受振动挤压,混合料上涌使桩径缩小。增大混合料表面的高度即增加了自重压力,可提高抵抗周围土挤压的能力。
9.3.3 冬期施工时,应采取措施避免混合料在初凝前遭到冻结,保证混合料入孔温度大于5℃,根据材料加热难易程度,一般优先加热拌合水,其次是砂和石。混合料温度不宜过高,以免造成混合料假凝无法正常泵送施工。泵头管线也应采取保温措施。施工完清除保护土层和桩头后,应立即对桩间土和桩头采用草帘等保温材料进行覆盖,防止桩间土冻胀而造成桩体拉断。