振沖碎石樁與振動沉管碎石樁經濟技術方案對比

■周鵬敏

（玉溪市水利建設大隊云南玉溪653100）

振沖碎石樁與振動沉管碎石樁經濟技術方案對比

■周鵬敏

（玉溪市水利建設大隊云南玉溪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經濟方案進行了對比，得出振動沉管碎石樁施工工藝簡便、有利于環保，擠密及加固作用明顯，節約材料，對施工有一定借鑒作用。

振沖 振動沉管 工藝 作用 經濟對比

振沖法和振動沉管法在軟土地基加固中進行了大量的運用，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，用水作循環帶出孔內泥砂由此引起排污和環保問題，增加了材料和處理排污費用。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，擠土效應明顯，樁體密實度，成樁直徑小，設備簡單，能耗低，施工成本較少。

1　振沖法施工工藝及機理作用

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，形成碎石樁體與原地基構成復合地基以提高地基承載力的方法。它是以起重機吊起振沖器，啟動潛水電機帶動偏心塊，使振沖器產生高頻振動，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合作用下，振沖器沉到土中的預定深度，然后經過清孔工序，用循環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，達到所要求的密實度后提升振沖器，再于第二段重復上述操作直至地面，從而在地基中形成一根大直徑的密實樁體。

2　振動沉管施工工藝及機理作用

2.1施工工藝

振動法成樁即采用振動沉管的施工方法，在樁管上設置以電驅動的振動錘，使振動錘中的偏心（塊）重錘相互逆旋轉，其橫向偏心力相互抵消，而垂直離心力則疊加，樁錘產生垂直的上下振動，樁管也以一定的頻率和振幅產生豎向振動，致使樁管及樁周處于強迫振動狀態，從而使樁周土體強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、粉土地基的密實度增加;同時設置的碎石擠密樁增強體,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,有效地增強土體的抗液化能力,而且在荷載的作用下,碎石擠密樁增強體又與砂土、粉土地基共同承擔荷載作用,即形成碎石擠密樁復合地基。

3　技術對比

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生液化效果較為明顯。但云南地區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，在強度很低的軟土地基中施工，還要“先護壁、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高速公路的軟基具廣泛運用，有較為成熟的經驗，振沖碎石樁只在土石壩軟基中有少量運用。

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寬為計算單元計算：

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，工程量計算：0.42×3.14÷ 4×10×1216＝1528m3。

經過上列計算，在100M長度的計算單元內采用兩種工藝、兩種樁距所消耗的碎石是相同的。假定加固后所達到的地（路）基承載力相同，由于振沖樁工藝較振動沉管樁復雜，樁徑較大，每M3碎石的成樁定額單價高于振動沉管樁，以《全國統一建筑工程基礎定額云南省預算基價》（九八定額）為依據測算。振沖樁（振沖器ZCQ～55型土質為淤泥粘土）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、機械費，不含碎石、綜合費及其他費用）；振動沉管碎石樁（樁長10M內的一級土）的單價為115.704元/M3（僅為定額人工、機械費，不含碎石、綜合費及其他費用）。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﹪,故是不經濟的。

5　結論

用碎石樁處理軟弱地基，只要嚴格施工工藝，振沖樁和振動沉管樁都能達到加固地基、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保費用，在水資源潰泛地區，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、工民建方面應用較為廣泛。

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

U443.15+5[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～452～1