振动法沉桩(一)——机理及适用范围

百科   2024-11-07 00:00   福建  

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

      振动冲击施工法乃是采用振动与冲击联合作用进行沉桩。振动作用有利于克服土体对桩体下沉时的桩周摩阻力,冲击作用有利于克服桩尖处的正面阻力。所以,振动冲击施工法具有较强的沉桩能力,穿透性能较好、消耗的功率较小。但下沉的速度常低于冲击施工法,此法适用于各类土质的地基,常应用于有中间硬土层的地基
(4)振动加压施工法
      振动加压施工法乃是采用静压力与振动锤联合作用进行沉桩。沉桩能力强、穿透性能好,常应用于有中间硬土层或进入持力层一定深度的长30m左右的基础施工
(5)附加弹簧振动施工法
      附加弹簧振动施工法乃是采用振动和附加弹簧压力共同作用的振动锤进行沉桩。其特点在于振动锤与附加荷重板不是刚性相连,而是利用弹簧使振动机工作时附加荷重板处于静止状态不参与振动,因而不会使振动体系的振幅减小。试验证明,有附加弹荷重时桩体振动下沉的速度要比干振施工法快得多。为了增大振动时的下压力,有时可采用振压式振动锤。但应该指出,采用增加下压力的方法对大型管桩的作用不大。此法适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
(6)附加配重振动施工法
     附加配重振动施工法乃是采用配重桩帽进行振动沉桩一般只用于软粘土和松砂土地基中,桩径小于40cm、桩长小于30m 的桩基础施工。附加配重振动加压施工法乃是附加配重振动施工法和振动加压施工法的并用。其使用效果基本上略优于振动加压施工法,一般应用较少
      有时,振动沉桩可按现场施工条件与预钻孔施工法和掘削施工法并用,以提高的穿透硬土层能力和增加桩的贯入深度




参考文献
1、《桩基工程手册》

土木风雨
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