振沖碎石樁與振動沉管碎石樁經(jīng)濟(jì)技術(shù)方案對比

■周鵬敏

（玉溪市水利建設(shè)大隊(duì)云南玉溪653100）

振沖碎石樁與振動沉管碎石樁經(jīng)濟(jì)技術(shù)方案對比

■周鵬敏

（玉溪市水利建設(shè)大隊(duì)云南玉溪653100）

本文通過對振沖碎石樁與振動沉管碎石樁施工工藝介紹，對振沖碎石樁與振動沉管碎石樁技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案進(jìn)行了對比，得出振動沉管碎石樁施工工藝簡便、有利于環(huán)保，擠密及加固作用明顯，節(jié)約材料，對施工有一定借鑒作用。

振沖 振動沉管 工藝 作用 經(jīng)濟(jì)對比

振沖法和振動沉管法在軟土地基加固中進(jìn)行了大量的運(yùn)用，兩者對提高地基承載力、變形和排水都起到顯著作用，但在施工過程中，振沖法主要是通過置換填料和振動擠密來加固地基，成樁直徑大，成孔用水量大，用水作循環(huán)帶出孔內(nèi)泥砂由此引起排污和環(huán)保問題，增加了材料和處理排污費(fèi)用。振動沉管法適合處理各種砂性土地基和粘性土地基，通過預(yù)制樁尖振動擠密周圍土體成孔，然后填料振動拔管成樁，擠土效應(yīng)明顯，樁體密實(shí)度，成樁直徑小，設(shè)備簡單，能耗低，施工成本較少。

1　振沖法施工工藝及機(jī)理作用

施工工藝：

振沖法也稱振動水沖法，就是利用振動器水沖成孔，填以碎石骨料，借振沖器的水平及垂直振動，振料密實(shí)，形成碎石樁體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基以提高地基承載力的方法。它是以起重機(jī)吊起振沖器，啟動潛水電機(jī)帶動偏心塊，使振沖器產(chǎn)生高頻振動，同時開動水泵通過噴咀噴射高壓水流，在振動和高壓水流的聯(lián)合作用下，振沖器沉到土中的預(yù)定深度，然后經(jīng)過清孔工序，用循環(huán)水帶出孔中的稠泥漿后，從地面向孔中逐段添加填料（碎石），每段填料均在振動作用下被擠密實(shí)，達(dá)到所要求的密實(shí)度后提升振沖器，再于第二段重復(fù)上述操作直至地面，從而在地基中形成一根大直徑的密實(shí)樁體。

2　振動沉管施工工藝及機(jī)理作用

2.1施工工藝

振動法成樁即采用振動沉管的施工方法，在樁管上設(shè)置以電驅(qū)動的振動錘，使振動錘中的偏心（塊）重錘相互逆旋轉(zhuǎn)，其橫向偏心力相互抵消，而垂直離心力則疊加，樁錘產(chǎn)生垂直的上下振動，樁管也以一定的頻率和振幅產(chǎn)生豎向振動，致使樁管及樁周處于強(qiáng)迫振動狀態(tài)，從而使樁周土體強(qiáng)度顯著降低和樁間處土體擠開，破壞了樁管與土體間的粘結(jié)力和彈性力，樁周土體對樁管摩阻力和樁尖處土抗力大大減小，樁管在自重和激振力的作用下克服慣性阻力逐漸深入沉入土中。

2.2作用機(jī)理

振動沉管碎石樁是通過成樁過程中對周圍砂土、粉土層的擠密、振密作用和靠碎石的壓入獲得加固效果,使砂土、粉土地基的密實(shí)度增加;同時設(shè)置的碎石擠密樁增強(qiáng)體,本身又是一個良好的排水通道,它的存在不僅有利于砂土、粉土地基中超孔隙水壓力的消散,有效地增強(qiáng)土體的抗液化能力,而且在荷載的作用下,碎石擠密樁增強(qiáng)體又與砂土、粉土地基共同承擔(dān)荷載作用,即形成碎石擠密樁復(fù)合地基。

3　技術(shù)對比

綜上所述，振沖碎石樁對處理加固砂性土軟弱地基避免砂性土產(chǎn)生液化效果較為明顯。但云南地區(qū)的砂性土本身具有較高的承載力（可液化砂層除外）不須處理。對于粘性土軟弱地（路）基的加固處理，由于振沖是置換，其工藝是將樁孔的土體變成泥漿排除，填料后形成樁體，處理效果遠(yuǎn)不如振動沉管法。其次，在施工過程中，振沖法需大量用水（200～400L/min）且需排放泥漿，在強(qiáng)度很低的軟土地基中施工，還要“先護(hù)壁、后制樁”避免孔壁坍塌。而振動沉管碎石樁則不需用水，無泥漿污泥，施工較為方便。振動沉管碎石樁在省內(nèi)高速公路的軟基具廣泛運(yùn)用，有較為成熟的經(jīng)驗(yàn)，振沖碎石樁只在土石壩軟基中有少量運(yùn)用。

4　造價對比

假定振沖碎石樁的成樁直徑Φ800mm，樁距為3m，振動沉管碎石樁的樁徑為Φ400mm，樁距為1.5m,布樁形式均為等邊三角形。樁長均假定為10m，取100m長、24.5m寬為計(jì)算單元計(jì)算：

1、Φ800振沖碎石樁，樁距3 m，每排樁的垂直距離為2.6m，共38排，每排8棵，共304棵，工程量計(jì)算：

0.82×3.14÷4×10×304＝1528m3

2、Φ400振動沉管碎石樁，樁距1.5m，每排樁的垂直距離為1.3m共76排，每排16棵，共1216棵，工程量計(jì)算：0.42×3.14÷ 4×10×1216＝1528m3。

經(jīng)過上列計(jì)算，在100M長度的計(jì)算單元內(nèi)采用兩種工藝、兩種樁距所消耗的碎石是相同的。假定加固后所達(dá)到的地（路）基承載力相同，由于振沖樁工藝較振動沉管樁復(fù)雜，樁徑較大，每M3碎石的成樁定額單價高于振動沉管樁，以《全國統(tǒng)一建筑工程基礎(chǔ)定額云南省預(yù)算基價》（九八定額）為依據(jù)測算。振沖樁（振沖器ZCQ～55型土質(zhì)為淤泥粘土）每100M的單價為8662.53元，按800mm樁徑每M3折合單價為172.22元（僅為定額人工、機(jī)械費(fèi)，不含碎石、綜合費(fèi)及其他費(fèi)用）；振動沉管碎石樁（樁長10M內(nèi)的一級土）的單價為115.704元/M3（僅為定額人工、機(jī)械費(fèi)，不含碎石、綜合費(fèi)及其他費(fèi)用）。從定額單價分析可以看出，振沖樁每M3的單價比振動沉管樁高56.52元，高48.9﹪,故是不經(jīng)濟(jì)的。

5　結(jié)論

用碎石樁處理軟弱地基，只要嚴(yán)格施工工藝，振沖樁和振動沉管樁都能達(dá)到加固地基、提高地基承載力的作用。但振沖樁成樁直徑大，填筑材料消耗較多，用水量大，由此增加了排污和環(huán)保費(fèi)用，在水資源潰泛地區(qū)，施工受到限制；振動沉管樁施工簡便，成樁直徑小，振動擠密較果明顯，造價低，可填筑混凝土，在水利、高速公路、工民建方面應(yīng)用較為廣泛。

[1]林宗元，《巖土工程地質(zhì)治理手冊》[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005

U443.15+5[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～452～1