土和灰土桩的施工,应按设计要求和现场条件选用沉管(振动或锤击)、冲击或爆扩等方法进行成孔,使土向孔的周围挤密。
(一)沉管法成孔
使用振动或锤击打桩机,将带有特制桩尖的钢制桩管(图 2-5-2)打入土层中至设计深度,然后慢慢拔出桩管即成桩孔。其孔壁光滑规整,挤密效果和施工技术都比较容易控制和掌握,因此,沉管是最常用的成孔方法。但是,沉管法成孔的最大深度受到桩架高度的限制,一般不超过 7~8m。
选用的打桩机技术性能应与桩管直径、长度、重量以及地基土特性等相适应。锤重不宜小于桩管重量的 2 倍。
(二)冲击法成孔
冲击法成孔是使用定型或简易冲击机,将锤头提升一定高度后自由落下,反复冲击使土层成孔。成孔深度不受机架高度的限制,可达20m以上,孔径500~600mm。本法特别适用于处理自重湿陷性厚度较大的土层。
选用机型应与场地土质条件和孔径设计直径相适应。
(三)爆扩法成孔
爆扩法成孔不需打桩机械,工艺简便,适用于缺少施工机械的新建工程场地。
1.药眼法
将直径15~30mm钢钎打入土中,拔出钢钎后在土中就形成小孔眼(药眼),往药眼内直接装填炸药和1~2个电雷管,引爆后即成桩孔。此法适用于含水量超过22 %的土层。
2.药管法
用洛阳铲或扁头钢铲在土中挖成直径60~80mm和深度与桩孔设计值相同的孔洞,然后往孔洞内放入直径15~30mm的炸药管和1~2个电雷管,引爆后即成桩孔。此法适用于含水量较大的土层。
图2-5-2 桩管构造
1一φ275mm无缝钢管;2—φ300×10mm无缝钢管;3—10mm厚封头板(设φ30mm排气孔);4—φ45mm管焊于桩管内穿M40螺栓;5—重块;6—活动桩尖
回填夯实施工前,应进行回填试验,以确定每次合理的填料数量和夯击数。根据回填夯实质量标准确定检测方法应达到的指标,如轻便触探的“检定锤击数”。
桩孔填料夯实机目前有两种:一种是偏心轮夹杆式夯实机,夯锤重100~150kg,夯锤钢管一般长6~8m,管径60~80mm,钢管与夯锤焊成整体,钢管夹在一双同步反向偏心轮中间,由偏心轮转动时半轮瓦片夹带上升和半轮转空自由落锤的作用,往返循环,夯实填料。另一种是采用电动卷扬机提升式夯实机,如图2-5-3所示。锤重可达450kg,落距为1~3m。夯击能量大,一次可填入较多的土料,夯实效果较好,但需人工操作。
图2-5-3 桩孔填料夯
1—机架;2—铸钢夯锤,重450kg;3—1.0t卷扬机;4—桩孔
回填桩孔用的夯锤,宜采用倒置抛物线型锥体或尖锥形,锤重不宜小于100kg。夯锤最大直径应比桩孔直径小100~160mm,使夯锤自由落下时将填料夯实。填料时每一锨料夯击一次或二次,夯击25~30次/min,长为6m的桩孔在15~20min内夯击完成。
(1)施工前应在现场进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验,以确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后干密度等要求。
(2)成孔施工时,地基土宜接近最优含水量,当含水量低于12 %时,宜用水增湿至最优含水量。
(3)桩孔中心点的偏差不应超过桩距设计值的5 %,且不大于50mm。
(4)桩孔垂直度偏差应小于 1.5 %。
(5)对沉管法,其桩孔直径误差为±50mm和深度误差为-100mm;对冲击法或爆扩法,桩孔直径的误差不得超过设计值的+ 100、-50mm,桩孔深度不应小于设计深度的300mm。
(6)向孔内填料前,孔底必须夯实,夯击次数一般不少于8次,然后用素土或灰土在最优含水量状态下分层回填夯实,每次回填厚度为300~400mm。其压实系数应符合:用素土时不应小于0.95;用灰土时不应小于0.97。回填土料的质量应符合:①素土,土料中有机质含量不得超过5 %,也不得含有冻土和膨胀土;当含有碎石时,其粒径不得大于50mm。②灰土,土料宜用粘性土及塑性指数大于4的粉土,不得含有松软杂质,并应过筛,其颗粒不得大于15mm。灰土宜用新鲜的消石灰,其颗粒不得大于5mm。
(7)成孔和回填夯实的施工顺序,应先外排后里排,同排内应间隔 1~2 孔进行,以免因振动挤压造成相邻孔缩孔或坍孔。对大型工程可采取分段施工。