一、振动法沉桩机理
振动法沉桩即采用振动锤进行沉桩的施工方法。在上设置以电、气、水或液压驱动的振动锤、使振动锤中的偏心重锤相互逆旋转,其横向偏心力相互抵消,而垂直离心力则叠加,使桩产生垂直的上下振动,造成桩及桩周土体处于强迫振动状态,从而使周土体强度显著降低和桩尖处土体挤开,破坏了桩与土体间的粘结力和弹性力,周土体对的摩阳力和桩尖处土体抗力大大减小,在自重和振动力的作用下克服惯性限力而逐渐沉入土中。
振动沉桩操作简便、沉桩效率高、工期短、费用省、不需辅助设备、管理方便、施工适应性强、沉桩时桩的横向位移小和桩的变形小、不易损坏桩材,软弱地基中入上迅速无公害。但由于振动锤的构造较复杂、维修较困难、耗电量大、设备使用寿命较短、需要大型供电设备。当桩基持力层的起伏较大时,桩的长度较难调节。地基受振动影响大,遇到坚硬地基时穿透困难,仍有沉桩挤土公害。且受振动锤效率限制,较难沉入30m以上的长桩。
二、振动法沉桩适用范围
1、适用范围
通常可应用于松软地基中的木桩、钢筋混凝土桩、钢桩、组合桩的陆上、水上、平台上的直桩施工及拔桩施工。一般不适用于硬粘土和砂砾土地基。
2、施工工艺
振动沉桩的施工工艺可分为干振施工法、振动扭转施工法、振动冲击施工法、振动加压施工法、附加弹簧振动施工法、附加配重振动施工法、附加配重振动加压施工法等。
(1)干振施工法
干振施工法是采用只有振动作用的振动锤沉桩,沉桩效率较低。轻型振动锤主要应用于软粘土地基中,桩长小于10m、桩径小于40cm的短桩基础。重型振动锤可应用于软粘土和松砂土地基中,桩长小于 30m、桩径小于50cm 的桩基础施工。
(2)振动扭转施工法
振动扭转施工法,下沉桩体不仅受到振动作用,同时也受到力偶的作用产生扭转。在下沉大型管桩时适合采用低转速重偏心块的振动锤。桩下沉小型管桩时适合采用高转速轻偏心块的振动锤。此法可适用于各类较硬土质的地基中。
(3)振动冲击施工法