1、振冲碎石桩施工工艺改进 摘 要：本文在分析传统振冲碎石桩施工工艺优缺点的基础上，结合工程实例提出了振冲碎石桩施工工艺多项措施，提高了施工效率，保证了施工质量。 关键词：振冲碎石桩；施工工艺；改进 一、工程概况 某港煤码头（二期）工程概算总投资55亿元。共建设2个10万吨级泊位，2个7万吨级泊位，1个5万吨级泊位，设计年通过能力5000万吨。我公司承建了该港煤码头（二期）地基处理工程，本工程采用振冲碎石桩施工工艺，传统的振冲碎石桩施工工艺填充碎石不能得到有效利用且在施工时会产生大量的泥浆，如果不进行有效控制，即会造成原材料损耗增加施工成本，又会严重污染施工环境，不能满足国家提倡的文明施工要求。在
2、施工实践过程中，我在振冲碎石桩碎石填充关键技术方面进行了大胆创新和尝试，取得了较好成果，节约了原材料、机械设备的成本，取得了显著的经济效益，也为振冲碎石桩精细化施工的整体提升、相关技术的进一步推广应用提供了宝贵的借鉴参考价值。 二、国内外施工现状 2.1 发展概况 振动水冲法是1937年由德国凯勒公司设计制造出的具有现代振冲器雏形的机具，用来挤密砂土地基获得成功。20世纪60年代初，振冲法在德国开始用来加固粘性土地基，由于填料是碎石，故称为碎石桩，之后在各国推广应用。该施工工艺在我国最早由南京水利科学研究院1977年引入使用。由于机械设备简单、材料方便易得，无需进行繁琐的工艺流程，经济合理，处
3、理过的地基质量可靠，在港口工程施工中适用于需要大面积进行地基处理的工程，形成的桩体能够消除地基液化，改善地基，提高承载力，形成的复合地基能够降低不均匀沉降现象的发生。施工完成后对于碎石桩复合地基的检验周期短、经济合理、成果可靠，既方便又快捷，在我国的地基加固中得到了广泛的应用。 2.2 传统振冲碎石桩施工特点 虽然振冲碎石桩在我国各类软土地基中被广泛使用，但几乎所有的施工仍沿用最初引入我国的施工工艺。即振冲器、起重机、装载机、清水泵和泥浆泵等施工机械设备配合使用。工作时，起重机吊起振冲器，开启振冲器和水泵，水泵提供的高压水流通过振冲器前端的喷嘴射出，在振动以及水冲二者的共同作用下，振冲器会抵达
4、土层的指定深度进行成孔，然后清孔排出孔内的泥块之后，装载机从地面孔口进行碎石的填充工作，在振冲器振动的作用之下，碎石被挤压密实，当密实度达到一定的程度，再提升振动器。填料与振密工作反复进行，直至大直径的密实桩体成型。 2.3 传统施工技术的优缺点 优点：振冲碎石桩施工中的机械设备简单、材料方便易得，无需进行繁琐的工艺流程，经济合理，处理过的地基质量可靠，能够有效地降低成本。形成的桩体能够消除地基液化，改善地基，提高承载力，形成的复合地基能够降低不均匀沉降现象的发生。施工完成后对于碎石桩复合地基的检测周期短、经济合理、成果可靠，既方便又快捷。 缺点：振冲碎石桩施工工艺粗糙，由于碎石的损耗单桩碎石
5、用量很难准确计量，施工过程的质量控制相对困难，大面积施工中人员、机械较多、材料运输频繁，容易出现安全问题，且振冲施工中会产生大量的泥浆，泥浆的处理也是相对棘手的问题，容易造成环境污染。 三、振冲碎石桩施工工艺技术创新 3.1.方案的提出及分析 振冲碎石桩在传统的施工过程中，会有大量的泥浆从孔周围溢出，需要设置土埝对泥浆进行疏导，但人工疏导劳动强度大，且效果一般，泥浆乱流污染环境的问题相对棘手。同时在碎石填充及振冲密实过程中均会造成碎石的大量损耗，且由于碎石在孔口堆积容易造成孔口塌陷，针对上述问题，我们组织技术人员进行技术攻关，通过收集大量资料、研究分析相关数据，结合该地区施工经验，通过多次试验
6、并对相关数据进行总结分析，对传统施工工艺进行了多项改进措施。研发出集浆下料器对原有的设备进行了优化 ，集浆下料器分为三大主要部件，分别是集浆桶、下料斗和减震器。施工时，三个部件进行组装，来实现预期的施工效果。 集浆桶为直径3m，高1m的中空圆柱状物体，内部设有隔浆板，隔浆板的中心设有直径1.2m的圆孔，圆孔下方设有导浆管，隔浆板的上部区域主要用于储存施工中产生的泥浆，下部区域主要用于围护，防止泥浆四溢。在储浆区域内架设泥浆泵，通过泥浆泵可以将进入储浆区域的泥浆直接排入泥浆沉淀池。下料斗包括圆斗及直斗两部分，圆斗为圆锥状直径2.2m，下部与直径1m的直斗进行固定连接。在圆斗与直斗连接处的外侧设有
7、支撑板，支撑板与圆斗外壁之间还设有多个支撑立柱，用来支撑集料斗上部。在圆斗与直斗连接处以上设有多个排浆孔，呈正三角形设置。减震器是由橡胶制作而成的中空圆形台阶轴，轴径小的一端套装于导浆管内。工作时，用钢丝绳将集浆桶的吊装耳环与下料斗的吊装耳环进行弹性连接，使它们可产生上下相对位移，利用减震器可以有效地减小集浆下料器构件之间的摩擦碰撞，保护构件，增加使用寿命。 3.2.新型集浆下料器施工原理及方法 振冲碎石桩施工时，将集浆下料器放置于行走支架上，使其中心对准桩位中心后，将其放在地面上，在自重的作用下，排浆桶上的导浆管下端将插入松软地基中，再由液压缸杆产生的外力将排浆桶的围浆区域插入松软地基直至隔
8、浆板接触地面为止。围浆区域把从导浆管与桩孔孔壁的间隙渗出的泥浆围护在内不向外渗；施工时桩孔内的泥浆自导浆管上返到集料斗内，然后从集料斗上的排浆孔流入储浆区域，再由储浆区域内的泥浆泵通过管道将泥浆抽出排走；加密碎石桩时，将每个加密段所需的碎石放入集料斗内，再由振冲器将碎石送入桩孔内并自桩底向上逐段振密制桩；单桩施工完毕后将集浆下料器提出地面，进行下一单桩施工。 四、效果及结论 研发的集浆下料器设备针对传统施工工艺的缺点进行改进和完善，利用集浆下料器收集泥浆，用泥浆泵集中排放，使泥浆排放过程有序可控，施工现场无泥泞现象，满足了环保和文明施工要求。抛弃了临时泥浆坑的排污方式，使施工现场无泥浆乱流的泥
9、泞现象，减轻了人工疏导的高强度作业，降低了成本，提高了效率。采用改进的施工工艺，解决了传统工艺装载机直接填料造成碎石四散，减少了碎石损耗，降低了孔口塌孔率，提高了施工质量。减少了人员、原材料、机械使用数量，提高了机械化作业水平，节约了施工成本，改善了施工环境，提高了作业安全性。 某港煤码头（二期）工程振冲碎石桩碎石填充关键技术设备研发，改进了振冲碎石桩的碎石填充工艺，满足了环保和文明施工要求，提高了施工质量，节约了施工成本，改善了施工环境，提高了作业安全性。取得了显著的经济效益。也为振冲碎石桩精细化施工的整体提升，相关技术的进一步推广应用提供了宝贵的借鉴参考价值。 振冲碎石桩碎石填充关键技术及
10、设备研发与应用，是在传统碎石桩施工的基础上，对传统施工工艺进行的创新和改进，施工场地干净整洁适用于可采用振冲碎石桩施工的港口工程、建筑工程和道路工程等各类软土地基。通过振冲碎石桩碎石填充关键技术及设备的研发与应用解决了传统施工工艺的缺陷，是对振冲碎石桩的精细化作业、机械化作业的一次大胆的尝试和创新，为今后振冲碎石桩的施工技术提供了宝贵的参考和借鉴价值。 参考文献： 1 振冲碎石注浆桩施工技术应用 刘月兰，毛红贺 市政技术，2013 2 建筑桩基技术规范 中华人民共和国住房和城乡建设部 JGJ94-2008 3 建筑地基处理技术规范 中华人民共和国建设部 JGJ79-2002第 6 页 共 6 页
