高频液震双套管水中灌注桩施工技术

高频液震双套管水中灌注桩施工技术
肖剑 梁彦伟 练文革 孔娜（中冶交通工程技术有限公司）
 摘要：高频液压振动锤双套管技术，有效的解决了特殊地层成孔难的问题，特别适用在水中施工作业，具有很好的应用价值，值得大力推广，本文详细论述了该技术。
 关键词：高频液振锤 双套管 水中桩
 1.前言
 高频液压振动锤是一种发展于20世纪80年代、成熟于90年代的新型液压桩工机械，它依靠柴油机提供动力，采用高频振动实现内、外双钢套管埋设作业，钻机成孔后，在套管内吊放钢筋骨架、浇注混凝，然后拔内套管，灌注桩养护后，再拔外套管。这种施工方法适用于在水下施工、成孔过程中出现的坍孔、流砂及卵石层中施工的漏浆等问题,采取双套管施工工艺,均取得了良好的效果,对类似岩溶地质条件的桩基施工具有一定参考价值。双管均能拔出回收，节省投资。该施工技术在桩基础领域中具有良好应用和推广前景，适用于水下施工、成孔过程中出现的坍孔、流砂及卵石层漏浆的桩基施工。
 2.技术特点
 2.1 双管均能拔出回收，节省投资。
 2.2 环保型的桩工机械。施工时振感小、噪声低、不扰民，如果配备降噪动力箱，非常适合市区、人群较集中的地区和对周围有较严格限制的区域施工。
 2.3 高效的桩工机械。一般来说，高频液压振动锤的施工效率是普通桩工机械的10倍，振动沉桩速度一般在4～7m/min，在非粘性土最快速度达到12m/min，若与振动专用桩架配套使用，还能提高工作效率。
 2.4 该技术解决了水下施工、成孔过程中出现的坍孔、流砂及卵石层中施工的漏浆等问题，同时钢套筒可以回收再利用，节约造价。
 2.5 全套管护壁，施工便利，成桩质量稳定。
 随着该施工方法的日臻推广，会逐步体现出它明显的社会和经济效益。
 3.工艺原理
   双套管高频液压振动桩锤施工的工作原理，是通过液压动力源使液压马达作机械旋转运动，从而实现振动箱内每组成对的偏心轮以相同的角速度反向转动；这两个偏心轮旋转产生的离心力，在转轴中心连线方向上的分量在同一时间内将相互抵消，而在转轴中心连线垂直方向的分量则相互叠加并最终形成沉桩激振力。振动锤施工套筒的基本原理是借助于偏心块的高速转动而产生高频振动，通过夹持的打筒使套筒基周围的沙石液化，土质松软，从而减小周围沙石或泥土对套筒的摩擦力，这时套筒在其自重及振动锤作用下沉入土中，或是在较小的提升力作用下把套筒拔出。双套管的在成孔过程中保护孔壁稳定，灌注过程中拔除内套管，桩砼达到初凝后具备强度后，拔外套筒。
 4.施工工艺流程及操作要点
 4.1 施工工序
 高频液震套管灌注桩工艺施工流程如下：施工场地准备 → 起重设备就位→高频液压振动锤施工双套管→钻机就位→完成钻孔→清孔→下钢筋笼→清孔→灌注混凝土→成桩→拔内套管→桩砼养护→拔外套管。
 施工工序如图4.1.1所示。

图4.1.1 高频液震双套管施工工序图
 4.2 施工要点
 4.2.1定位放线：采用全站仪，以轴线控制点作测站，极坐标法进行桩位放样，通过起重设备就位，高频液压振动锤施工内、外钢套管固定孔位，再以轴线交会法复核桩位中心，校正套管埋设偏差及钻机就位偏差。
 4.2.2固定内套筒：内护简直径同设计基桩直径，高度高出设计桩顶1～1．5m。采用三扇边角铁焊接于每扇边沿，并错开边沿0.3～0.4cm，以满足水下混凝土灌注时不漏浆。角铁外采用槽钢锁扣固定，便于拆卸。确定基桩中心点，使之与内套管中心一致。内、外套筒间填充粘土，粘土厚度不小于5cm。如图5.2.2所示。
 
图5.2.2 固定套筒
 4.2.3钻机就位：钻机应垫平，保持钻机的钻杆与套管中心在同一垂线上，以保证钻孔的垂直度。每班组作业时最少检查二次平整度、垂直度。
 配置钻孔泥浆：钻孔前应储备足够数量的粘土，接通水电线路，以便正常施工。同时根据地层、地质情况准确配制泥浆的比重、粘度。
 4.2.4钻进：校正开孔位，以确保位置准确，开钻时应先慢速钻进，等钻头全部进入地层方可加速钻进，设专人负责钻孔记录。
 4.2.5清孔：当孔底达到设计标高后，应对孔深、孔径、倾斜率进行终孔检查，合格后进行第一次清孔。 高频液震双套管水中灌注桩施工技术(一)......