由于我国疆域辽阔，使得不同地区之间的地质条件差异较大，尤其是沿湖、沿江地区存在着大量复杂的软土地基，在这些地质条件下修建高速公路、港口及建筑物都要进行软基处理。然而，目前人们所使用的软基处理加固方法都有其优点和局限性。例如，超载预压方法，不能快速加载，存在稳定性问题，制约工程的进度；水泥土搅拌桩质量难以控制，对于加固的深度有明显的限定；强夯法适用于透水性较强软土，像沿湖、沿江地区的粘土及淤泥质土就受到一定限制。

 

　　由此可见，找到一种适用、经济、承载力高，并且地基的稳定性增加明显的处理方法成为岩土工程界更关心的问题。本文通过具体的工程实践，结合实际工程条件，合理选用振动沉管桩来处理软弱地基，解决了上部结构对地基变形的要求，产生了明显的经济效益、社会效益和环境效益。

 

　　一、沉管施工方法的种类

 

　　1、复打法

 

　　在一个桩孔内重复沉管成孔，即按单打法成桩后，再在混凝土桩内沉管并灌注混凝土。采用这种施工方法时，桩颈能够得到一定的扩大，能够显著提高其承载能力。若振动沉管灌注桩通长采用复打法施工，应保证初次灌注的混凝土高度达到自然地面，拔管的同时要注意清除掉粘在管壁上的和洒落在地面的泥土。另

 

　　外，复打成孔灌注混凝土施工一定要在初打成孔灌注的混凝土初凝时间内完成。

 

　　2、单打法

 

　　单打法，即一次性拔管法。在拔管时，桩管每拔出0.5～1m，需振动桩管5～10s，然后再拔出0.5～1m，如此循环反复直到桩管完全被拔离出地面为止。振动沉管灌注桩单打法施工的特点是施工速度较快，混凝土用量较其它沉管施工方法相对要小的多，但仅适合用于含水量较低的土层，且宜采用预制桩尖。通常情况下振动沉管灌注桩均采用这种施工方法。

 

　　3、反插法

 

　　在沉管施工拔管时，桩管向上每拔出0.5～1m，使桩管反向向下反插0.3～0.5m，如此循环反复进行，桩管并始终维持振动状态，直至桩管完全被拔出地面为止。反插法在拔管过程中，应分段添加混凝土，保持管内混凝土的高度始终不低于地面，或至少高出地下水位埋深1～1.5m，并控制拔管速度在合适的范围内。在桩尖附近范围内应多次反复反插，以保证桩的端部得到足够扩大。反插法的特点是使桩的截面积明显扩大，极大的提高了桩的承载能力，同时混凝土用量较其他沉管施工方法相对要大的多。

 

　　二、工程实例

 

　　在巢湖海昌专用码头建设项目中，经设计部门研究方案，决定建筑物地基处理全部采用振动沉管预制桩施工技术。该工程在勘探时土层从上到下基本情况如下：

 

　　①层素填土：灰色。主要为近期人工堆填物，土质不均，成份较杂，结构松散。厚0.5m～2.2m。

 

　　②层粘土：灰色，软塑～可塑。干强度中等，中等韧性，摇摆反应无，稍有光泽，为中性压缩土。厚0.4m～2.7m。

 

　　③层淤泥质粘土：灰褐色，流塑～软塑。很湿～饱合，局部含有腐殖土，有异味，干强度中等，低韧性，摇摆反应慢，属高压缩性土。厚15.7m～26.6m。

 

　　④层粘土：灰、灰绿、灰黄色，可塑～硬塑。含有铁锰浸染及灰白色高岭土条带，干强度高，高韧性，切面光滑为中性压缩土。厚1.3m～8.5m。

 

　　⑤层园砾：杂色，中密，饱和。砾石含量占50%左右，粒径0.2m～2.0cm，呈次园状，成分为砂岩、石英砂岩；卵石含量占15%左右，粒径2.0m～5.0cm，呈次园状，成分为砂岩、石英砂岩；由含量占35%左右的中粗砂充填，本层场地内均有分布，厚3.1m～4.2m。

 

　　三、本工程沉管桩采取的技术措施

 

　　1．隔行跳打

 

　　为防止淤泥质土挤压对沉管桩桩体，本工程采用隔行跳打的施工方式使相邻两根桩的桩间距扩大了很多，这样就避免桩基施工对其它相邻桩的影响范围。中间未施工的桩等相邻桩强度达到设计要求后再进行施工。

 

　　2．合理的砼配合比

 

　　通过桩管的振动提高振动沉管桩混凝土的密实度，为了避免在振动过程中少出现浮浆，沉管桩砼配合比选择较小的水灰比。

 

　　3．采取措施避免水进入桩管

 

　　控制桩体垂直度，减小衔接处空隙尽量小，在桩管和桩尖之间添加柔性材料，在浇灌混凝土前再次检查管内积水情况，若存在积水或流砂现象，及时采用水泵或抽砂泵抽干净后再进行后续的浇灌。

 

　　4．控制拔管速度

 

　　混凝土浇灌到地面标高以上时振动并拔管，保持在拔管的速度在0.5~0.6m/min。在拔管的过程中，桩管内的混凝土都保持2m以上或不低于地面，出现不足情况时要及时补灌，以防止砼中断形成缩径。根据本工程的地质条件，地基处理所选用的桩基处理方法为振动挤土式沉管桩，并且该工程场地存在局部深厚的淤泥质土，因此设计是采用PHC-500预制桩管，桩端进入持力层，标贯试验时单击贯入度不超过80mm，工程共打入桩870根，同时为了减小断桩和缩颈等其它的质量事故，设计桩距2.0～2.5m，采用梅花形布桩方式，采用该技术施工后和常规施工技术地基处理费用至少节约20%以上，并且在施工过程中的材料使用了大量建筑垃圾，起到节能环保作用，工程进展顺利，取得了很好的社会和经济效益。

 

　　四、结语及建议

 

　　（1）经分析，在码头工程软土地基的处理中采用振动沉管桩技术是可行的，沉管桩可以最大限度地发挥预制管桩本身可以承受的抗压力，提高施工质量。在软土中有效加固深度可达30m以上，该方法便于操作，施工简单，成本低效，并且单桩承载力高。

 

　　（2）通过振动沉管桩在码头工程地基处理的应用，在施工过程中只要采取适当的控制措施，与其它地基处理方式相比还是有其自身的优势，可以在节能环保的情况下降低不少造价，成为当今施工单位的首选。

 

　　（3）在码头工程开工之前，施工单位必须安排专业人员到现场深入考察，认真了解该工程的地质报告，然后根据各个桩基工程施工场的分析数据，合理地制定打桩顺序和施工进度计划，从而在很大程度上将为企业节省成本。

 

　　（4）由于沉管桩的桩长、灵活，并且桩端无“沉碴褥垫”等优点，在特定条件下还会对桩端土产生“加工硬化”的作用，从而大大地提高了管桩的承载力，而且能够有效地预防管桩的下沉，其变形控制是处理软土地基的良好措施，该方法值得推广应用。

 

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