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摘要：本文首先对法兰基（FRANKl）桩进行了简单的介绍，然后对其施工机具及施工程序进行了详细的阐述，以供相关工作者参考。
关键词：法兰基桩；机具；施工方法
中图分类号：TU753.3文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）10-0135-02
法兰基（FRANKl）桩是比利时法兰基集团专利经营的一种桩基，其下端有扩大底，属内击沉管式混凝土就地灌注桩。桩径有φ500 mm、φ600 mm、φ700 mm等几种规格。它可以贯穿粘性土层的硬塑坚硬层，可以贯穿厚度3～4m的中密砂土层和中密碎石土层。桩底可以打到N ＝30～40击的残积亚粘土层，有的可以打到强风化岩层顶面。因此桩底可以支承在较好的持力层上。桩身下端的扩大底不仅增加了端承面积，而且在打扩大底时，经过重锤夯实桩底地基提高了原有地基土的密实度，再加上桩身凹凸不平，增大了桩周摩擦力，从而提高了地基土的承载能力。法兰基桩的单桩承载力，φ600 mm桩可达到1500～2 000 kN。
1法兰基桩施工机具
法兰基桩机常用的有17型、13型、30型。17型机，其塔架高15 m，配长12.5 m的主桩管(管径为φ600 mm，管壁厚25 mm)，另配长6～9 m的接长管，适合打10～20m的桩。其动力设备有：主机为93马力的柴油机，直接带动三滚筒卷扬机，配有重3.5t的内冲锤（锤为圆柱形：直径40 cm，长3.5 m）。其行走机构为液压步履式。13型和30型机，其塔架高分别为25、30 m，配长20～25 m主桩管，另配6～9m的接长管，适合打10～25 m的桩。其动力设备主机为162马力柴油机，直接带动三～四滚筒卷扬机，配有重4.5 t的内冲锤(锤仍为圆柱形，长4.5 m)。其行走机构是：13型机为走管式，30型机为步履式。上述三种型号桩机的塔架，均有两根斜撑杆，可调整塔架的倾角，校正塔架的垂直度。
2法兰基桩施工程序
法兰基桩施工程序与干冲碎石桩施工相似，都是以冲击管底碎石栓塞沉管。不同的是碎石桩桩身为散体碎石，法兰基桩则为钢筋混凝土桩身。法兰基桩施工程序见图1。
①打桩定位（以φ600 mm桩管为例）。桩管下端不埋设桩尖，在离桩管下端50 cm处的管壁外焊有一圈凸缘块，突出桩管25～30 mm。沉管前定位时，先在桩位上放置一个钢制圆环（外径φ610 mm，内径φ600 mm，高50 mm），钢环中心对准桩位，将桩管下口套入钢环内，桩管垂直立于桩位上。在沉管过程中，钢环在凸缘块下面作为扩大孔径的开路，以减少拔管阻力。
②沉管。沉管是靠钢绳带动内冲锤在桩管内起落冲击进行的。桩锤冲击前，先在桩管底部投入1～1.5 m高度的1～3 cm粒径碎石，这段碎石称为碎石栓塞。碎石在压实挤压管壁时产生很大的摩擦力，随着碎石栓塞的下沉而将桩管一起带下去，达到沉管目的。冲锤落距视土层软硬而异，在2～5 m范围内。在沉管过程中，碎石栓塞中的碎石会有消耗，因而要不断测量碎石栓塞的高度，一般不能小于50 cm，以保持碎石栓塞与桩管内壁有足够的摩擦力。但碎石栓塞也不宜过长，因为桩管沉到位后，过长的碎石栓塞很难被击出管外，而且桩底会残留过厚的碎石垫层，不易夯实，若处理不当，反会增加桩的沉降量。当第一节桩管沉到地层中去时，可续接管子。第一节桩管和第二节桩管的装接方法是承插（内平）在第一节主桩管上口挂上两根拔管粗钢丝绳，随着桩管的下沉，拔管钢丝绳也跟随而下，钢丝绳的另一端则留在地面上，继续沉管达到设计持力层深度和达到贯入度要求时，停止沉管。
③将碎石栓塞击出管外在桩管顶部系以钢丝绳及滑轮组。将桩管向上提升少许（并定位于此），然后锤击碎石栓塞，把栓塞击出管外，并适时注入较干混凝土，以免击出碎石栓塞时导致桩管进水。
④扩大底制作。当桩管碎石栓塞去尽后，继续灌入较干混凝土（水灰比0.25），并用适当落距冲击管内底部混凝土，将干硬混凝土挤出管外，形成法兰基扩大底。这一过程是用高落距重锤夯实干混凝土。而干硬混凝土不是一次注入，而是分多次注入，并分层夯实，并将干硬混凝土挤出管外，形成大于桩管直径的扩大底。一般锤的落距为1.0～1.2 m，冲击次数达50～60击，冲击能量在2 000 t·m以上。这是法兰基桩施工的关键工序。
⑤试拔桩管。打完扩大底后，用拔管钢丝绳通过滑轮组提升桩管进行试拔。如果顺利，则可进行下一工序，否则还要注入干混凝土，进行锤击，将桩管顶起少许，顶松桩管之后，进行下一道工序。
⑥吊放钢筋笼。以φ600 mm桩径为例，桩管内径φ540 mm，钢筋笼外径宜用φ460～φ480 mm。主筋一般用8φ16～8φ18。钢筋笼多数通长配置，吊入孔内。
⑦灌注桩身混凝土。混凝土石料选用1～3 cm的碎石(或卵石)、中砂，混凝土一般为C25或C30，水泥宜选用P.O42.5以上的普通硅酸盐水泥，混凝土坍落度为8～10 cm。灌注后用强力振动器钳住桩管顶端管壁，配合钢丝绳滑轮组边振边拔，将桩管缓缓拔起，边拔管边填混凝土边捣击，确保桩身混凝土密实。灌注高度高出桩顶标高不小于l m，拔管速度不大于1.5 m/min。
由于法兰基桩桩身灌注的是较干混凝土，而且成桩过程是边拔管边捣击，因此，法兰基桩能有效防止桩孔缩径而形成瓶颈桩，适于严重缩径地层施工灌注桩。
3结语
法兰基桩施工方法是灌注桩众多施工方法的一种，其有自身独特的优点，它与外击沉管式就地灌注桩比较，具有桩径大、贯穿力强、单桩承载力高、施工噪音小等特点，所以在具体的桩基施工过程中要加以灵活选择并应用。
参考文献：
[1] 刘松玉,方磊,杜延军.干振碎石桩对土层的振动挤密效應 研究[A].中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术 会议论文集[C],1999.
[2] 杨鸿贵,董埃琴.振密砂石桩法处理液化砂土及粉土地基 [A].中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学 术委员会第三届地基处理学术讨论会论文集[C],1992.
[3] 王步云.振动式灰土挤密桩加固填土地基[J].煤炭工程, 1982,(9).
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词：法兰基桩；机具；施工方法
中图分类号：TU753.3文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）10-0135-02
法兰基（FRANKl）桩是比利时法兰基集团专利经营的一种桩基，其下端有扩大底，属内击沉管式混凝土就地灌注桩。桩径有φ500 mm、φ600 mm、φ700 mm等几种规格。它可以贯穿粘性土层的硬塑坚硬层，可以贯穿厚度3～4m的中密砂土层和中密碎石土层。桩底可以打到N ＝30～40击的残积亚粘土层，有的可以打到强风化岩层顶面。因此桩底可以支承在较好的持力层上。桩身下端的扩大底不仅增加了端承面积，而且在打扩大底时，经过重锤夯实桩底地基提高了原有地基土的密实度，再加上桩身凹凸不平，增大了桩周摩擦力，从而提高了地基土的承载能力。法兰基桩的单桩承载力，φ600 mm桩可达到1500～2 000 kN。
1法兰基桩施工机具
法兰基桩机常用的有17型、13型、30型。17型机，其塔架高15 m，配长12.5 m的主桩管(管径为φ600 mm，管壁厚25 mm)，另配长6～9 m的接长管，适合打10～20m的桩。其动力设备有：主机为93马力的柴油机，直接带动三滚筒卷扬机，配有重3.5t的内冲锤（锤为圆柱形：直径40 cm，长3.5 m）。其行走机构为液压步履式。13型和30型机，其塔架高分别为25、30 m，配长20～25 m主桩管，另配6～9m的接长管，适合打10～25 m的桩。其动力设备主机为162马力柴油机，直接带动三～四滚筒卷扬机，配有重4.5 t的内冲锤(锤仍为圆柱形，长4.5 m)。其行走机构是：13型机为走管式，30型机为步履式。上述三种型号桩机的塔架，均有两根斜撑杆，可调整塔架的倾角，校正塔架的垂直度。
2法兰基桩施工程序
法兰基桩施工程序与干冲碎石桩施工相似，都是以冲击管底碎石栓塞沉管。不同的是碎石桩桩身为散体碎石，法兰基桩则为钢筋混凝土桩身。法兰基桩施工程序见图1。
①打桩定位（以φ600 mm桩管为例）。桩管下端不埋设桩尖，在离桩管下端50 cm处的管壁外焊有一圈凸缘块，突出桩管25～30 mm。沉管前定位时，先在桩位上放置一个钢制圆环（外径φ610 mm，内径φ600 mm，高50 mm），钢环中心对准桩位，将桩管下口套入钢环内，桩管垂直立于桩位上。在沉管过程中，钢环在凸缘块下面作为扩大孔径的开路，以减少拔管阻力。
②沉管。沉管是靠钢绳带动内冲锤在桩管内起落冲击进行的。桩锤冲击前，先在桩管底部投入1～1.5 m高度的1～3 cm粒径碎石，这段碎石称为碎石栓塞。碎石在压实挤压管壁时产生很大的摩擦力，随着碎石栓塞的下沉而将桩管一起带下去，达到沉管目的。冲锤落距视土层软硬而异，在2～5 m范围内。在沉管过程中，碎石栓塞中的碎石会有消耗，因而要不断测量碎石栓塞的高度，一般不能小于50 cm，以保持碎石栓塞与桩管内壁有足够的摩擦力。但碎石栓塞也不宜过长，因为桩管沉到位后，过长的碎石栓塞很难被击出管外，而且桩底会残留过厚的碎石垫层，不易夯实，若处理不当，反会增加桩的沉降量。当第一节桩管沉到地层中去时，可续接管子。第一节桩管和第二节桩管的装接方法是承插（内平）在第一节主桩管上口挂上两根拔管粗钢丝绳，随着桩管的下沉，拔管钢丝绳也跟随而下，钢丝绳的另一端则留在地面上，继续沉管达到设计持力层深度和达到贯入度要求时，停止沉管。
③将碎石栓塞击出管外在桩管顶部系以钢丝绳及滑轮组。将桩管向上提升少许（并定位于此），然后锤击碎石栓塞，把栓塞击出管外，并适时注入较干混凝土，以免击出碎石栓塞时导致桩管进水。
④扩大底制作。当桩管碎石栓塞去尽后，继续灌入较干混凝土（水灰比0.25），并用适当落距冲击管内底部混凝土，将干硬混凝土挤出管外，形成法兰基扩大底。这一过程是用高落距重锤夯实干混凝土。而干硬混凝土不是一次注入，而是分多次注入，并分层夯实，并将干硬混凝土挤出管外，形成大于桩管直径的扩大底。一般锤的落距为1.0～1.2 m，冲击次数达50～60击，冲击能量在2 000 t·m以上。这是法兰基桩施工的关键工序。
⑤试拔桩管。打完扩大底后，用拔管钢丝绳通过滑轮组提升桩管进行试拔。如果顺利，则可进行下一工序，否则还要注入干混凝土，进行锤击，将桩管顶起少许，顶松桩管之后，进行下一道工序。
⑥吊放钢筋笼。以φ600 mm桩径为例，桩管内径φ540 mm，钢筋笼外径宜用φ460～φ480 mm。主筋一般用8φ16～8φ18。钢筋笼多数通长配置，吊入孔内。
⑦灌注桩身混凝土。混凝土石料选用1～3 cm的碎石(或卵石)、中砂，混凝土一般为C25或C30，水泥宜选用P.O42.5以上的普通硅酸盐水泥，混凝土坍落度为8～10 cm。灌注后用强力振动器钳住桩管顶端管壁，配合钢丝绳滑轮组边振边拔，将桩管缓缓拔起，边拔管边填混凝土边捣击，确保桩身混凝土密实。灌注高度高出桩顶标高不小于l m，拔管速度不大于1.5 m/min。
由于法兰基桩桩身灌注的是较干混凝土，而且成桩过程是边拔管边捣击，因此，法兰基桩能有效防止桩孔缩径而形成瓶颈桩，适于严重缩径地层施工灌注桩。
3结语
法兰基桩施工方法是灌注桩众多施工方法的一种，其有自身独特的优点，它与外击沉管式就地灌注桩比较，具有桩径大、贯穿力强、单桩承载力高、施工噪音小等特点，所以在具体的桩基施工过程中要加以灵活选择并应用。
参考文献：
[1] 刘松玉,方磊,杜延军.干振碎石桩对土层的振动挤密效應 研究[A].中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术 会议论文集[C],1999.
[2] 杨鸿贵,董埃琴.振密砂石桩法处理液化砂土及粉土地基 [A].中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学 术委员会第三届地基处理学术讨论会论文集[C],1992.
[3] 王步云.振动式灰土挤密桩加固填土地基[J].煤炭工程, 1982,(9).
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