ICE815C振动锤振动沉管碎石桩方法加固路基

在炎热的夏季，气温高达38摄氏度（地表温度可达45度）的恶劣条件下，上海ICE联手上海城投和中国铁建顺利地完成了一项通过碎石桩工艺加固路基的项目该项目碎石桩的施工由ICE振动锤全程独立完成。 
 
在长三角区域，尤其上海，土质松软且地下水位较高，在此地质条件下修建道路、铁路和高速公路等存在很大的道路损坏风险，如道路下沉、表面坑洼不平等问题。此类路况则存在很大的安全隐患并且维护和修复成本也较高。通常的排水沟排水效果并不理想，碎石桩排水的工艺是经过验证的方法，不仅排水效果好而且由于泥土与碎石的紧密粘合使路基得到了很大的改善。
 
嘉闵高架延伸段的一段路基需要进行路基加固，上海城投设计了直径为460mm长15米和18米的钢管桩，在施工的过程中测试了两种桩尖，一种是铁桩尖，另一种是混凝土桩尖。用来引孔的桩尖是圆锥形状的 ，混凝土桩尖与铁桩尖相比，由于其本身的不规则形状及大小导致在打桩的过程中克服的阻力较大，而铁桩尖形状规则统一尺寸和桩大小基本相同，故使用铁桩尖施工的桩打桩时间比较短。对于规模大的项目，我们建议使用模具去制作混凝土桩尖，这样做出来的桩尖形状大小比较一致，在打桩的过程中阻力也较小。
 
工艺原理：
振动沉管碎石桩加固砂性土地基的主要目的，是提高地基土承载力、减少变形和增强抗液化性。碎石桩加固砂土地基抗液化的机理主要有三个方面：
 
1） 挤密作用 在成桩过程中桩管对周围砂层产生很大的横向挤压力，桩管体积的碎石挤向桩管周围的砂层，使桩管周围的砂层孔隙比减小、密实度增大。 
 
2） 排水降压作用碎石桩加固砂土时，桩孔内充填碎石（卵石、砾石）和粗砂等反滤性好的粗颗粒料，在地基中形成渗透性能良好的人工竖向排水降压通道，可有效地消散和防止超孔隙水压力的增高，防止砂土产生液化，并可加快地基的排水固结。 
 
3） 砂基预震效应 碎石桩在成孔及成桩时，振动锤的强烈振动，使填入料和地基土在挤密的同时获得强烈的预震，对砂土增强抗液化能力是极为有利的。复合土层起垫层作用，垫层将荷载扩散使应力分布趋于均匀，从而提高地基整体的承载力，减少沉降量
 
施工工艺： 
把制作好的桩尖放置在规定的位置，把钢管桩嵌入桩尖的凹槽，用振动锤进行振打，打完桩之后在钢管桩上放置一合适的漏斗，用挖机铲料进行填充，当碎石填充到离地面1米时进行拔桩，桩拔完之后再用挖机铲料填平。客户设计了一个独特的方法保证了碎石桩了设计长度，通过在钢管桩下端1米左右加焊一圈钢筋，这样在拔桩的时候地下的水、泥土及碎石就不会被带出来了。为了发挥日常工作的最大效率，我们建议1台振动锤配置一台挖机及3根钢管桩。
 
ICE振动锤优势
ICE振动锤在高温下可连续工作不过热的特点是保证该项目顺利施工的一个重要因素。ICE振动锤配有自冷却系统，保证了齿轮箱了不会过热，即使温度高达55摄氏度也不会影响设备的施工。振动锤可以高负荷作业，但是振动锤的工作压力比较小只有100-120bar，并且振动锤的非工作状态很短，只有在填充碎石时候间歇的几分钟。实验证明一个好的合适的桩尖在实际施工中是比较重要的，如果桩尖过大的话，在打桩时会增加困难而且会给设备带来损害，使用合适的桩尖从整体上来说也比较经济，因为合适的桩尖会带来更高的施工效率，而且振动锤反弹的可能性更小，从而减少桩以及振动锤的损坏风险。
 
加固后路基的承载能力用静态荷载实验来测试，测试数据显示加固后的路基的承载负荷为30吨/平方米，而在碎石桩加固处理之前路基的承载负荷为8吨/平方米。
 
碎石桩的其他应用
碎石桩工法同样适合用于现有的道路路基改善，道路维护人员需要在道路上打一个合适大小的孔，安置好桩头后进行打桩施工；碎石桩工法也比较环保，不使用膨润土及混凝土。另外在将来的地基改造中也比较方便，不像混凝土桩一样需要拔桩清障。用振动锤来进行碎石桩路基加固是个经济且高效的解决方案，可用在铁路路基、道路路基、高速公路路基及机场跑道路基的改善。如果您想了解更多的施工方案及信息，请立即联系我们。