免共振樁基施工的關(guān)鍵施工參數(shù)研究

王春暉（上海滬申高速公路建設(shè)發(fā)展有限公司，上海 200063）

隨著城市的迅速發(fā)展，高層建筑及城市軌道交通的不斷出現(xiàn)，市區(qū)內(nèi)工程施工的要求也不斷的提高，傳統(tǒng)的樁基施工所產(chǎn)生的噪聲影響、環(huán)境破壞及對(duì)周邊構(gòu)筑物的影響，與當(dāng)下上海高度城市化背景的反差日益明顯，無(wú)法滿足現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)化施工的要求。而免共振沉樁施工工藝具有噪音小、振動(dòng)弱、擠土效應(yīng)小、對(duì)周邊構(gòu)筑物影響小、施工效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)，因此免共振沉樁工藝必是今后樁基施工發(fā)展的趨勢(shì)。

本文擬結(jié)合工程實(shí)際和采用設(shè)備，對(duì)免共振樁基施工的關(guān)鍵施工參數(shù)進(jìn)行探討。

1 ICE 高頻免共振錘設(shè)備型號(hào)

目前為止，免共振錘包括 6 個(gè)不同的型號(hào)，分別為 8 RFB、20 RF、28 RF、36 RF、50 RF、70 RF，設(shè)備最大激振力為 435 KN-3 070 KN（圖1）。目前上海市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的型號(hào)為 28 RF、50 RF 及 70 RF。

圖1 免共振錘錘頭示例

2 工作原理

ICE 高頻免共振錘配套一個(gè)動(dòng)力柜（柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源），通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)工作將液壓油輸送到錘頭的馬達(dá)上，通過(guò)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)振動(dòng)錘偏心塊旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動(dòng)，然后通過(guò)帶著振動(dòng)物體在地層里邊（或者其他介質(zhì)）振動(dòng)，迫使土壤做相同頻率的振動(dòng)。因其較高的振動(dòng)頻率，從而使臨近鋼板樁或者管樁的土壤顆粒迅速液化，減少了其對(duì)鋼板樁或者管樁的摩擦力，最終完成樁體下沉的過(guò)程。同理，拔樁的時(shí)候也是這個(gè)道理，但要配合履帶吊機(jī)輔助工作，通過(guò)可調(diào)偏心力矩裝置調(diào)節(jié)偏心塊的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)免共振錘啟停時(shí)沒(méi)有共振產(chǎn)生。

以 28 RF 高頻免共振錘為例，28 RF 配置 8 個(gè)可變偏心力矩，通過(guò)動(dòng)力系統(tǒng)的事先加壓，偏心塊的工作轉(zhuǎn)速可以從0 直接到 2 300 rpm，躍過(guò)土壤或物體的固有頻率，消除在開啟和關(guān)閉時(shí)刻的振動(dòng)影響。在經(jīng)過(guò)土壤頻率區(qū)域后，偏心塊自動(dòng)調(diào)節(jié)，偏心塊同步后產(chǎn)生偏心力矩形成振動(dòng)頻率。在振沉過(guò)程中對(duì)周邊環(huán)境影響非常小，離開樁體 3 m 左右距離振動(dòng)基本完全衰減。

3 適應(yīng)土層

在上海北橫通道新建工程 Ⅱ 標(biāo)，28 RF 高頻免共振錘施工鋼管樁深度為 28 m，沉樁至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高還剩 2 m 時(shí)，沉樁速度較慢，沉樁較為吃力。進(jìn)入的土層為 7.2 層，含石英、長(zhǎng)石、云母等礦物，土質(zhì)較均勻致密 ，土層狀況見(jiàn)表1、圖2。

表1 上海北橫通道新建工程 Ⅱ 標(biāo)土層狀況

圖2 土層剖面圖

在上海沿江通道越江隧道新建工程 Ⅱ 標(biāo)，施工鋼管樁長(zhǎng)度為 70 m 左右，28 RF 高頻免共振錘可打深至 60 m 左右，進(jìn)入的土層為 8.1 層，含云母、腐殖物，局部夾薄層粉砂，土質(zhì)較均。剩余部分由 50 RF 高頻免共振錘進(jìn)行沉樁，最終進(jìn)入土層為 9.1 層，含云母，石英及長(zhǎng)石，局部層頂夾薄層黏性土，沉樁至最后 1 m 階段，沉樁速度較慢，見(jiàn)表2。

表2 土層特性表

4 結(jié) 語(yǔ)

免共振鋼管樁工藝的可施工鋼管樁范圍較廣，能滿足各種不同樁徑的鋼管樁施工，可施工的土層也較為豐富?？蓪摴軜吨苯哟蛉胫脸至樱軌驖M足工程對(duì)于樁基承載力方面的要求，且打設(shè)的鋼管樁達(dá)到設(shè)計(jì)承載力要求的時(shí)間較短，為 8 d。同傳統(tǒng)工藝鉆孔灌注樁的 28 d 相比，大大減少了養(yǎng)護(hù)周期，提前了承臺(tái)開挖時(shí)間，為后續(xù)的承臺(tái)及上部結(jié)構(gòu)施工提供了良好的條件，也為工程按時(shí)完成奠定了基礎(chǔ)。