振冲碎石桩施工质量控制要点

王东伟

新疆天业集团有限责任公司（832000）

0 引言

振冲碎石桩的施工质量与施工机具、施工人员管理、施工材料、施工工序、密实电流、水压、填料量、留振时间等有关。本文针对振冲碎石桩施工中常见的质量问题就振冲碎石桩施工质量控制要点作进一步阐述。

1 工作原理

振冲法是碎石桩的主要施工方法之一,它以起重机吊起振冲器，启动潜水电机后，带动偏心块，使振冲器产生高频振动，同时开动水泵，使高压水通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的联合作用下，将振冲器徐徐下沉到设计深度。经过清孔后，就可以从地面向孔中逐段填入碎石，每段填料均在振动作用下被振挤密实,达到所要求的密实度后提升振冲器，如此重复填料和振密,直至地面，从而在地基中形成一根大直径的、很密实的桩体，提高地基承载力。

2 填料方法

填料方法包括：1)间断填料法;2)连续填料法;3)综合填料法;4)先护壁后制桩法;5)不加填料法。施工时应根据地质条件和设计要求选用相应的填料方法。

3 施工机具

振冲碎石桩施工的主要机具有振冲器、起重设备、供水泵、填料设备、电控系统以及配套使用的排浆泵电缆、胶管以及修理机具。振冲施工根据设计荷载的大小、原土强度的高低、设计桩长等条件选用不同功率的振冲器。

4 施工工序质量控制要点

4.1 振冲定位

吊机起吊振冲器对准桩位时误差应小于10 cm。

4.2 振冲成孔

在振冲器下沉过程中的电流值不得超过电动机的额定电流值，万一超过，须减速下沉或向上提升一段距离，借助于高压水松动土层后,电流值下降到额定电流以内时再进行下沉。

4.3 清孔

成孔后,若返水中泥量较高或孔口被泥堵塞以及孔中有强度较高的粘性土，导致成孔直径小时，一般需清孔。即把振冲器提出孔口（或提到需要清理的位置），借助循环水使孔内泥浆变稀，清除孔内泥土，保证填料畅通。最后，将振冲器停留在加固深度以上30～50 cm处准备填料。

4.4 填料

制桩过程中电流达到密实电流时，认为该深度的桩已经振密，不需填料。若电流达不到其密实电流，则需要提起振冲器向孔内倒一批料，然后在下降振冲器继续进行振密。如此重复操作，直到该深度的电流达到密实电流为止。

4.5 留振时间

瞬时电流并不能真正反映填料的密实程度，只有振冲器在固定深度上振动一定时间（砂土地基一般为5～10 s；粘性土地基一般为10～20 s），既称为留振时间，而电流稳定在某一数值，这一稳定电流才能反映填料的密实度。

4.6 制桩结束

制桩加固至桩顶设计标高以上0.5～1.0 m，制桩完成。此时要先停止振冲器运转，再停止供水泵。

5 施工质量控制要点

5.1 水的控制

影响桩体施工质量的因素中,水的控制主要是水量和水压的控制。

5.1.1水量的控制

制桩过程中水量要充足，使孔内充满水，这样才可防止塌孔，使制桩工作得以顺利进行。反之，水量亦不宜太多，过多时，易把填料带走。即应使孔内充满水，但回水中无大量细小颗粒和填料。一般情况下，水量可用200～1400 L/min。

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5.1.2水压的控制

关于水压的控制要点主要视土质而定，一般来说，对于强度较低的软土，水压要小一些，反之水压要大一些，一般在成孔过程中水压可用400～600 KPa。成孔过程中，水量和水压要尽可能大，当接近设计加固深度时，要降低水压，以免破坏桩底以下的土,加料振密过程中，水量和水压均宜小。

5.2 电的控制

关于电的控制主要是加料振密过程中的密实电流及留振时间的控制。

5.2.1加料振密过程中密实电流的控制

密实电流应根据现场制桩试验确定，一般对于振冲密实法，其密实电流应超过空载电流25～30 A；对振冲置换法的密实电流应超过空载电流35～45 A。

5.2.2留振时间的控制

在较硬的土或砂性较大的地基中制桩时,不能把振冲器刚接触填料一瞬间电流值作为密实电流。这是因为振冲器瞬时较快地进入石料产生的瞬时电流达高峰,而瞬时电流并不能真正反映填料的密实程度,只有振冲器在固定深度上振动一定时间（砂土地基一般为5～10 s；粘性土基一般为10～20 s），既称为留振时间，而电流稳定在某一数值，这一稳定电流（密实电流）才能反映填料的密实度。

5.3 填料的控制

填料的质量控制要点主要是填料粒径、填料高度与设计桩底底部填料的控制。

5.3.1填料粒径的控制

桩体材料可用含泥量不大于5%的碎石、卵石、圆砾、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：30 kW振冲器20～80 mm；55 kW振冲器30～100 mm；75 kW 振冲器 40～150 mm。

5.3.2填料高度的控制

关于填料要坚持“少食多餐”，即勤加料。每批填入的料不宜过多，控制填料在装孔中的堆高在0.8 m左右，约为0.15～0.5 m3。

5.3.3设计桩底底部填料的控制

开始阶段加的料有相当一部分从孔口向孔底下落过程中被粘留在各深度的孔壁上，只有少量落到孔底；或水压控制不当，压力水可能造成桩孔超深，从而使孔底填料数量剧增；又可能是孔底遇到了事先不知的局部软弱土层，这也能导致桩底填料超过正常填料量。在制作最深处桩体时，为达到规定的密实电流所需的填料量远比制作其他部位桩体多，有时这段填料量可占整根桩填料量的1/4或1/3。

5.4 综合指标的控制

综上所述，所谓施工质量控制就是要谨慎地掌握好填料数量、密实电流和留振时间这三个施工质量控制指标。要使每段桩体在这三个方面都达到规定值,只有在填料量一定的情况下，才能保证达到一定的密实电流，而这时也必须有一定的留振时间，才能把填料振密。一般来说，在粉性较重的地基中制桩或地层中存在软弱土夹层部位制桩，填料量和留振时间容易达到规定值,这时还要把好密实电流这道关。

6 结语

振冲碎石桩的施工质量控制实质上就是对影响其质量的各因素的施工控制,只有将其影响因素进行有机的综合控制,才能达到理想的加固效果。对于其影响因素如何控制，控制的标准是什么，这些都与工程的地基土性质、设计要求有关。目前还没有切实可行的确定加固控制标准的规范、规程。具体应用时，还得靠实践经验。因此，对于大型或重要的工程，现场制桩经验几乎是必不可少的。一些重要的设计参数确定和施工控制的标准（如密实电流、填料量、留振时间及孔距、布桩形式等）还得靠现场试验确定。

[1]JGJ79—2002,建筑地基处理技术规范[S].

[2]GB 50007—2002,建筑地基基础设计规范[S].

[3]地基处理手册[M]中国建筑工业出版社.