高频液压振动锤沉管灌注桩技术的应用.pdf

第 5 1罄 8 期 2 0l 5年 8月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 G AN S U W A T E R R ES 0U RC E S A ND HYD R0P O W E R T EC HN OL OGY Vo 1 ． 5 1 No ． 8 Aug ． ， 201 5 施工技术 高频液压振动锤沉管灌注桩技术的应用 徐 红 金 昌市水利规划设计院， 甘 肃 金 昌 7 3 7 1 0 0 摘要 高频液压振动锤是一款技术成熟、 环保、 高效的工程机械 ， 具有d． -z - 速度快、 功能全面、 适用地质范围广、 运输 方便和环保等特点。结合工程实际应用， 介绍了高频液压振动锤沉管灌注桩施工技术及质量控制要点。监测统计数 据表明， 解决了工程桩基在复杂地质、 外部环境条件下施工难的问题， 取得了良好效果。 关键词 高频液压振动锤； 沉管灌注桩； 工作原理； 施工流程； 质量控制 中图分类号 T V 5 5 3 文献标志码 B 文章编号 2 0 9 5 0 1 4 4 2 0 1 5 0 8 0 0 5 8 - 0 2 高频液压振动锤是一种发展 于 2 O世纪 8 0年 代 ， 成熟于 9 0年代 的新型液压桩工机械。依靠柴油 机提供强大的动力 ， 采用高频振动来实现沉桩 管 或拔桩 管 作业 ， 是一款技术成熟 、 环保 、 高效的工 程机械 ． 具有施工速度快 、 功能全面 、 适用地质范围 广 、 运输方便 和环保等特点 。已广泛应用于社会 建 设的诸多领域 ． 社会效益和经济效益显著 。 1 高频 液压 振动 锤 的特点 1 高效 一般来说 ， 高频液压振动锤 的施工效 率 是 普 通桩 工 机械 的 1 0倍 ，振 动 沉 桩 速度 一 般 在 4 ～ 7 m ／ rai n 。若与振动专用桩架配套使用 ， 则可缩短 对桩时间 ， 提高工作效率。采用封闭式结构 ， 可适用 于水下作业 ； 采用单独动力站 ， 可向大功率方 向发 展 ， 可方便更换多种液压夹桩器 ， 可实现机电一体化 控制和智能化作业 ， 达到更高效 的使用效果。 2 环保 高频液压振动锤与电动锤 、 柴油锤相 比， 它施工时振感小 ． 噪声小 ， 不扰民， 如果配备降噪 动力箱 ， 工作时几乎无噪声 ． 非常适合市区 、 人群较 集 中的地方和对周围有较严格限制的地方施工。 3 多功能 高频液压振动锤不仅可 以沉拔混凝 土预 制 管 桩 P HC桩 、 各 类 型 钢 板 桩 和 钢 护 筒 ， 还 可以进行振动沉管灌注桩 、 薄壁 防渗墙 、 地表压实和 深层压实工程的施工。采用液压系统可实现无级变 频 ， 以便适应于不同的地质条件 ， 不 同的桩型 ， 可以 选择最佳的振动频率和振幅 ， 保证动力系统始终满 载输出， 以获得最佳工效。 4 振 幅可 调 振 动锤 的振 幅可 以在 工作 中进 行 调 节 ， 实现无 共振 施工 。进 行 昆 凝 土预制 桩施 工 时 。 桩 身在 沉桩 力作 用过 程 中不 易损坏 ，并 且对 周 围土 体的影响范围较小 。进行沉桩作业时无需桩架导向， 高频液压振动锤直接悬吊在起重机 吊臂的挂钩上便 可以进行沉、 拔桩 管 作业 ， 并能获得较高的垂直精 度 。 5 轻便 与静压桩机相比。 在相同工况条件下， 高频液压振动锤 全部工作质量 只有静 力压桩机 的 1 ／ 2 0 ， 整套设备运输只需两辆 中型卡车 ． 施工时转场 非常方便。 6 适 用 地 质 范 围广 高 频 液 压 振 动 锤 分 常 规 型 、 高频型 、 无共振型三大系列 ． 根据地质情况和工 程需要可选用不同系列 、不同激振力的高频液压振 动锤做为施工机械 ， 高频液压振动锤穿透卵石层 、 沙 层 、 建筑垃圾等地质层 的能力很强 ， 除了不能入 岩 。 其他任何地质条件它都能适应 。 ’ 2在 金 阿高速公 路南 河大 桥 中的应 用 2 ． 1 工程 概况 金昌至阿拉善右旗 甘蒙界 高速公路主线采用 双向四车道一级公路标准设计 ，设计速度为 8 0 k m ／ h 。 南 河大桥 全长 1 2 2 m， 宽 2 4 ． 5 m。 桥 基 为人工 挖孔 灌 注桩 ，因上游西岸 N 5 、 N 6 、 N 7 、 N 8紧邻 自来水及污 水 管 ，施 工 难度大 ，且 开挖 不久 后遇 大量 涌水及 流 砂 ， 迫使施工停止 ， 需对涌水 、 流砂处理后方能施工 。 项 目地处 市 区 ， 施 工现场 呈 狭长形 布 置 ， 沿 线有 大量 的居 民住 房 ． 特 别是 老 旧未改 造 民居较 多 ， 距 离 施工现场仅有几米。如何解决沉桩所产生 的噪音 、 黑烟、 振动和挤土等环境影响问题 ， 如何保护好其他 建筑物及居民房屋不受沉桩振动破坏问题 ，都是制 约整个工程顺利施工的关键所在。为使工程能够顺 利 、 高效地完成 ， 通过多方面了解施工信息 、 机械信 息并进行必选 。最终选用了高频液压振动锤沉管灌 注 桩技 术 收稿 日期 2 o 1 5 0 7 2 2 作者简介 徐红 1 9 7 6 一 ， 女， 甘肃金昌人， 工程师， 主要从事水利工程规划设计。E m a i l 9 4 4 3 0 2 5 4 6 q q ． C o rn 5 8 第 8 期 徐红 高频液压振动锤沉管灌注桩技术的应用 第 5 1 卷 2 ． 2地 质及 现场 条件 桥基内主要分布第 四系全新人 工填土层 ， 为黏 性土夹砖瓦块 、 混凝土块 、 卵石组成 ， 松散、 潮湿分布 连 续 ． 厚 度 3 ． 6 ～ 7 ． 5 m。 第四系全新统冲击砂卵石层 ， 为岩浆岩、 变质岩 类岩石 ， 弱风化 为主 ， 磨 圆度好 ， 多层亚 圆形 ， 粒径 5 ～ 1 0 c m， 充填物 以砂 、 砾石为主 ， 含量 1 5 ％～ 4 5 ％， 中 密 饱 和状态 ， 厚 度 4 5 m。泥岩层 顶 面埋深 一 1 1 ． 5 m， 相对隔水。桥基水文地质条件较为复杂， 地表水 河 水 补给地下水 ， 地下水除随地表水位及流向、 流速 变化而变化外 ． 还受基岩层面坡度 、 含水层充填物等 影响其渗透性。潜水位埋深一 3 ． 0 6 ． 5 m，渗透系数 K 2 2 m ／ d 。除河床 自然形成物影响外 ， 挖孔桩周边还 受 自来水干管 、 污水管开挖施工后的影响， 给原施工方 案采用旋喷注浆止水墙进行止水的施工带来难度。 2 ． 3 选用高频液压振动锤的技术参数 选用的高频液压振动锤为上海德倍佳机械有限 公司生产的 D B J B 1 5 0 T型高频液压振动锤 。 其振动 沉拔速度为 2 5 m ／ m i n ，沉拔管径 D 6 0 0 ～ D I 8 0 0 ， 最 大沉拔深度 1 5 ． 0m。技术参数如表 1 所列。 表 1 DB J B 1 5 0 T型高频液压振动锤技术参数 2 ． 4护 筒设 置 下 游 西 岸 N 5、 N 6 号 桩 柱 桥 墩 桩 基 设 计 为 4,1 8 0 0。 位 于河堤护岸墙基础 中心 ， N 5桩下挖 1 ． 5 m。 N 6桩下挖 1 ． 9 m后由于涌水 、 流砂 ， 被迫停工。 经 研究 ， 拟采用 高频液压振动锤 ， 用 4,1 8 0 0 、 6 1 5 m m 螺旋焊管护筒 ． 长度设计为 6 m即可入岩。 上游西岸次跨 N 7 、 N8号桩基设计为 1 5 0 0 ， 位 于 自来水 、 污水管之 间 ， 施工场地狭窄。因受 地下 3 r n厚流砂层影响， 施工进展缓慢 ． 为不影响临近建 筑物及构筑物基础 ， 被迫停工。经研究 。 拟采用高频 液压振动锤 ． 用 4 , 1 5 0 0 、 6 1 0 mm螺旋焊管护筒 ， 长 变设 计 为 1 2m 即可入 岩 。 2 ． 5施 工流 程 1 第一次进场沉管 螺旋焊管护筒运输进场 ， 吊卸至指定位置一液压动力站车载进场一连接管线 夜压及控制系统至振动锤 喀0 t 吊车进场就位一起吊 翠管垂直竖立放置一吊起振动锤并调整侧夹头间距一 辰动锤夹头夹紧螺旋焊管护筒壁至桩位一垂直定位 舌 用振动锤进行振动沉管 如遇地下障碍物 ， 需人工挖 余 后重新打拔， 直至人岩 一卸载 吊运设备离场。 2 第二次进场拔管 人工护筒 内挖土至设 计 深 度一验孔一放 置钢筋笼一高频 液压振 动设 备进 场一 8 0 t 吊车进 场就位一浇 筑混凝土一 拔管一 卸 载 运输出场。 2 ． 6 施工及质量控制要点 1 在打拔护筒时， 可能会遇地下各种障碍物受 阻而不能沉管 ， 但不论进场打拔几次 ， 必须要求护筒 人岩对水及流砂形成有效阻隔 ， 以达到 目的为原则。 2 受场地及 吊装 回转半径来往 的限制 ， 选用 8 0 1 0 0 t 轮胎式起重机 ， 起 吊 9 t 振动锤及 2 t 护 筒 ， 以确保吊装及沉拔管安全为前提。由于 N 5号桩 护筒处于 自来水干管边缘 ，为防止振动拔管对 自来 水干管产生影响 ， 造成爆管事故 ， 决定对 N 5号桩护 筒不进行拔管 ，待承台基坑施工时再进行切割。其 余 N 6 、 N 7 、 N 8号桩护筒依据施工计划进行拔管。 3 在打拔过程中， 如护筒中心垂直度或孔位偏 移 ， 必须要求振动锤拔出校核后， 再次打拔 。 及时纠偏。 4 拔管时间必须控制在混凝土终凝前进行 ． 最好浇筑完成后即刻实施。因此 。要求各专业施工 组做好施工前的各项准备工作 ，必须有 良好 的施工 组织及有序的管理为保障。 5 混凝土浇筑量扣除浮浆外 ， 应 留有振动密 实下沉量、管径与护壁空隙量 、流砂孑 L 流失量等余 量 。经估算 ， 本工程桩顶混凝土预留值取 4 m。 3结语 通过高频液压振动锤的使用 。解决了本工程桩 基在复杂地质 、 外部环境条件下施工难 的问题 ， 取得 了良好的效果 ， 4根沉管灌注桩均顺利完成 ， 并全部 通过验收。高效 、 节能 、 环保已成为科技创新和时代 发展的主题 ，高频液压振动锤在工程建设中被越来 越广泛地推广应用 ，极大地改变着传统的施工技术 和工艺。针对工程的特殊地理环境 、周边多建筑物 的情况是切实可行的 。 解决了一系列的噪声污染 、 振 动影响和挤土效应等问题。根据施工时的监测统计 数据来看， 也达到了预期的目标 ， 效益显著。 参 考文 献 [ 1 ]陈福全， 汪金卫， 李大勇， 等． 高频液压振动锤打桩的应用 概况与研究进展[ J ] ． 岩土工程学报， 2 0 1 1 ， 3 3 S 2 2 2 2 4 ． [ 2 ]王进怀 ， 谢庆道， 王新申． 高频液压振动锤施工筒桩与旋 挖钻机施工灌注桩工艺之比较 [ J ] I 建筑机械， 2 0 0 6 ， 2 6 9 3 1 - 3 4 ． [ 3 ]阳晓静． 高频液压振动锤沉管灌注桩技术在成都市南府 河桥施工中的应用[ J ] ．成都市政， 2 0 0 9 ， 1 7 1 1 1 - 1 3 ． [ 4 ]戴叶春． 浅谈高频液压振动锤在苏州河防汛墙加固改造 工程中的应用与总结 [ J ] ． 城市建设理论研究，2 0 1 2 ， 5 3 7 6 2 6 4 ． [ 5 ]王进怀， 王卫东． 高频液压振动锤在简桩施工中的应用研 究[ J ] ． 地基处理， 2 0 0 8 ， 1 9 3 8 1 8 5 ． 5 9