砂桩法施工可采用振动成桩法(简称振动法)或锤击成桩法(简称锤击法)两种施工方法。
施工前应进行成桩挤密试验,桩数宜为7~9根。如发现质量不能满足设计要求时,应调整桩间距、填砂量等有关参数,重新试验或改变设计。
(一)施工机械
振动成桩法的施工机械包括:振动机、装砂料斗、振动套管组成的振动打桩机,如图2-6-1 所示。通过吊钩、缓冲器吊起,沿着导杆上下移动。套管的下端装有底盖或砂塞。为了使砂石有效地排出或套管易于沉入,还配有高压空气的喷气装置。其辅助设备有:起重机、铲式装载机、空压机等。
常用的振动成孔机械性能,参见本手册第五篇第三章。
(二)施工工艺
振动挤密砂桩的施工工艺是:①在地面上把套管的位置确定好;②开动振动机把套管沉入土中,如遇到坚硬难沉的土层,可辅以喷气或射水沉入;③把套管沉到设计深度;④套管入土后,挤密了套管周围土体,然后将料斗插入桩管,向管内灌一定量的砂石;⑤再将套管提升到规定的高度,套管内的砂被压缩空气从套管内压出;⑥继后又将套管沉入规定的深度,并加以振动,使排出的砂振密,于是砂石再一次挤压周围的土体;⑦再一次灌砂于套管内,把套管提升到规定的高度;⑧将以上④~⑦工序重复多次,一直打到地面就成为砂桩。
砂桩施工程序见图 2-6-2。
图2-6-1 砂石桩振动打桩机
1—机架;2—减振器;3—振动器;4—钢套管;5—桩尖;6—装砂石料斗;7—机座
图2-6-2 砂桩施工程序图
( a )桩架就位,桩尖插在标桩上;( b )打设到设计标高;( c )灌注砂;( d )拔起桩管,活瓣桩尖张开,砂留在桩孔内;( e )将桩管再次打到设计标高;( f )灌注砂;( g )拔起桩管完成扩大砂桩
锤击成桩法又可分为双管法和单管法两种施工方法。其常用的锤击成孔机械性能,参见本手册第五篇第三章。
(一)双管法
1.施工机械
双管法施工机械主要有蒸汽打桩机或柴油打桩机,底端开口的外管(套管)和底端封口的内管(芯管),履带式起重机及装砂料斗等。
2.施工工艺
双管法施工工艺是:①桩管垂直就位;②将锤击内管和外管下沉到土层中的设计深度;③提升内管向外管中灌砂;④放入内管到外管内的砂面上;⑤提升外管到与内管底面齐平;⑥锤击内管和外管将砂压实;⑦提升内管,向外管内灌砂;⑧重复进行③~⑦工序直到桩管拔出地面。
(二)单管法
1.施工机械
单管法施工机械主要有蒸汽打桩机或柴油打桩机,下端带有活瓣钢制桩靴的或预制钢筋混凝土锥形桩尖(留在土中)的桩管及装砂石料斗等。
2.施工工艺
单管法施工工艺是:①桩靴闭合,桩管垂直就位;②将桩管沉入土层中至设计深度;③用料斗向桩管灌砂,当灌砂量较大时,可分成二次灌入:第一次灌入 2/3,待桩管从土层中提升一半长度后再灌入剩余的 1 /3 ;④按规定的提升桩管速度从土层中提升出桩管。