免共振桩基施工的关键施工参数研究

王春晖（上海沪申高速公路建设发展有限公司，上海 200063）

随着城市的迅速发展，高层建筑及城市轨道交通的不断出现，市区内工程施工的要求也不断的提高，传统的桩基施工所产生的噪声影响、环境破坏及对周边构筑物的影响，与当下上海高度城市化背景的反差日益明显，无法满足现阶段标准化施工的要求。而免共振沉桩施工工艺具有噪音小、振动弱、挤土效应小、对周边构筑物影响小、施工效率高等显著优点，因此免共振沉桩工艺必是今后桩基施工发展的趋势。

本文拟结合工程实际和采用设备，对免共振桩基施工的关键施工参数进行探讨。

1 ICE 高频免共振锤设备型号

目前为止，免共振锤包括 6 个不同的型号，分别为 8 RFB、20 RF、28 RF、36 RF、50 RF、70 RF，设备最大激振力为 435 KN-3 070 KN（图1）。目前上海市场上比较常见的型号为 28 RF、50 RF 及 70 RF。

图1 免共振锤锤头示例

2 工作原理

ICE 高频免共振锤配套一个动力柜（柴油发动机作为动力源），通过发动机工作将液压油输送到锤头的马达上，通过马达旋转来带动振动锤偏心块旋转而产生振动，然后通过带着振动物体在地层里边（或者其他介质）振动，迫使土壤做相同频率的振动。因其较高的振动频率，从而使临近钢板桩或者管桩的土壤颗粒迅速液化，减少了其对钢板桩或者管桩的摩擦力，最终完成桩体下沉的过程。同理，拔桩的时候也是这个道理，但要配合履带吊机辅助工作，通过可调偏心力矩装置调节偏心块的相对位置，实现免共振锤启停时没有共振产生。

以 28 RF 高频免共振锤为例，28 RF 配置 8 个可变偏心力矩，通过动力系统的事先加压，偏心块的工作转速可以从0 直接到 2 300 rpm，跃过土壤或物体的固有频率，消除在开启和关闭时刻的振动影响。在经过土壤频率区域后，偏心块自动调节，偏心块同步后产生偏心力矩形成振动频率。在振沉过程中对周边环境影响非常小，离开桩体 3 m 左右距离振动基本完全衰减。

3 适应土层

在上海北横通道新建工程 Ⅱ 标，28 RF 高频免共振锤施工钢管桩深度为 28 m，沉桩至设计桩顶标高还剩 2 m 时，沉桩速度较慢，沉桩较为吃力。进入的土层为 7.2 层，含石英、长石、云母等矿物，土质较均匀致密 ，土层状况见表1、图2。

表1 上海北横通道新建工程 Ⅱ 标土层状况

图2 土层剖面图

在上海沿江通道越江隧道新建工程 Ⅱ 标，施工钢管桩长度为 70 m 左右，28 RF 高频免共振锤可打深至 60 m 左右，进入的土层为 8.1 层，含云母、腐殖物，局部夹薄层粉砂，土质较均。剩余部分由 50 RF 高频免共振锤进行沉桩，最终进入土层为 9.1 层，含云母，石英及长石，局部层顶夹薄层黏性土，沉桩至最后 1 m 阶段，沉桩速度较慢，见表2。

表2 土层特性表

4 结 语

免共振钢管桩工艺的可施工钢管桩范围较广，能满足各种不同桩径的钢管桩施工，可施工的土层也较为丰富。可将钢管桩直接打入至持力层，能够满足工程对于桩基承载力方面的要求，且打设的钢管桩达到设计承载力要求的时间较短，为 8 d。同传统工艺钻孔灌注桩的 28 d 相比，大大减少了养护周期，提前了承台开挖时间，为后续的承台及上部结构施工提供了良好的条件，也为工程按时完成奠定了基础。