免共振樁基施工的關鍵施工參數研究

王春暉（上海滬申高速公路建設發展有限公司，上海 200063）

隨著城市的迅速發展，高層建筑及城市軌道交通的不斷出現，市區內工程施工的要求也不斷的提高，傳統的樁基施工所產生的噪聲影響、環境破壞及對周邊構筑物的影響，與當下上海高度城市化背景的反差日益明顯，無法滿足現階段標準化施工的要求。而免共振沉樁施工工藝具有噪音小、振動弱、擠土效應小、對周邊構筑物影響小、施工效率高等顯著優點，因此免共振沉樁工藝必是今后樁基施工發展的趨勢。

本文擬結合工程實際和采用設備，對免共振樁基施工的關鍵施工參數進行探討。

1 ICE 高頻免共振錘設備型號

目前為止，免共振錘包括 6 個不同的型號，分別為 8 RFB、20 RF、28 RF、36 RF、50 RF、70 RF，設備最大激振力為 435 KN-3 070 KN（圖1）。目前上海市場上比較常見的型號為 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動力柜（柴油發動機作為動力源），通過發動機工作將液壓油輸送到錘頭的馬達上，通過馬達旋轉來帶動振動錘偏心塊旋轉而產生振動，然后通過帶著振動物體在地層里邊（或者其他介質）振動，迫使土壤做相同頻率的振動。因其較高的振動頻率，從而使臨近鋼板樁或者管樁的土壤顆粒迅速液化，減少了其對鋼板樁或者管樁的摩擦力，最終完成樁體下沉的過程。同理，拔樁的時候也是這個道理，但要配合履帶吊機輔助工作，通過可調偏心力矩裝置調節偏心塊的相對位置，實現免共振錘啟停時沒有共振產生。

以 28 RF 高頻免共振錘為例，28 RF 配置 8 個可變偏心力矩，通過動力系統的事先加壓，偏心塊的工作轉速可以從0 直接到 2 300 rpm，躍過土壤或物體的固有頻率，消除在開啟和關閉時刻的振動影響。在經過土壤頻率區域后，偏心塊自動調節，偏心塊同步后產生偏心力矩形成振動頻率。在振沉過程中對周邊環境影響非常小，離開樁體 3 m 左右距離振動基本完全衰減。

3 適應土層

在上海北橫通道新建工程 Ⅱ 標，28 RF 高頻免共振錘施工鋼管樁深度為 28 m，沉樁至設計樁頂標高還剩 2 m 時，沉樁速度較慢，沉樁較為吃力。進入的土層為 7.2 層，含石英、長石、云母等礦物，土質較均勻致密 ，土層狀況見表1、圖2。

表1 上海北橫通道新建工程 Ⅱ 標土層狀況

圖2 土層剖面圖

在上海沿江通道越江隧道新建工程 Ⅱ 標，施工鋼管樁長度為 70 m 左右，28 RF 高頻免共振錘可打深至 60 m 左右，進入的土層為 8.1 層，含云母、腐殖物，局部夾薄層粉砂，土質較均。剩余部分由 50 RF 高頻免共振錘進行沉樁，最終進入土層為 9.1 層，含云母，石英及長石，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，見表2。

表2 土層特性表

4 結 語

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。可將鋼管樁直接打入至持力層，能夠滿足工程對于樁基承載力方面的要求，且打設的鋼管樁達到設計承載力要求的時間較短，為 8 d。同傳統工藝鉆孔灌注樁的 28 d 相比，大大減少了養護周期，提前了承臺開挖時間，為后續的承臺及上部結構施工提供了良好的條件，也為工程按時完成奠定了基礎。