振冲加固

振冲加固（精选6篇）

振冲加固 篇1

1 前 言

营口港鲅鱼圈三期工程5万t级集装箱码头后方自后轨道梁中心线往码头前沿约20m、往陆域后方围堰约45m的范围内,属于在天然泥面上以中粗砂吹填形成的回填地基。根据码头堆场使用和面层结构对地基的要求,吹填砂地基的标准承载力自后轨道梁中心往码头前沿区不应小于150kPa,自后轨道梁中心往陆域后方至西围堰区则不小于180kPa,且要求吹填砂基本达到中密状态。在地基加固上采用了振冲法施工。并经试验区的施工与加固效果检测,达到了理想的加固效果。

2 振冲法加固机理

振冲挤密法加固松砂地基的机理是在振冲器反复水平振动和冲水的作用下,周围土体在径向的一定范围内出现瞬间的结构破坏,抗剪强度降低,土颗粒重新排列,相对密度提高,以达到提高强度、减少沉降、防止液化的加固目的。根据研究实测资料表明:如图1所示,当振动加速度达到0.5g时,土结构开始破坏,由松变密,加速度达到1.0～1.5g时,土开始变为流态,变密的可能性大为减小,当超过3.0g时,土发生剪胀,由密变松;如图2所示,根据振动加速度随距振冲器距离的增大而呈指数函数型衰减的变化规律,从振冲器侧壁开始,随着距离的增加可依次划分为流态区、过渡区、振密区和弹性区,过渡区和振密区加固效果明显,弹性区无加固效果(加固前后,土的重度无变化)。过渡区和振密区的加固效果,不仅取决于砂土的性质,还与振冲器的性能(如振动力、振动频率)、振动历时有关。

3 工程实例

3.1 加固区地质特征

营口港鲅鱼圈三期工程5万t级集装箱码头后拟加固吹填区域范围内地基的工程地质情况如下:

(1)吹填砂:由人工新近吹填而成,堆积较为松散,区域内吹填较为均匀,上部0～2.5m稍湿,由中粗砂混粉质泥土组成,下部饱和,均为中粗砂。层厚7.0～7.5m,层底埋深7.0～7.5m。实测标贯击数N=2～4。承载力标准值fk=80kPa。

(2)淤泥质粉质粘土:灰黑色,饱和,软塑～流塑状态,高含水量,高压缩性,端面呈油质光泽。层厚1.8～2.5m,层底埋深8.8～9.5m。实测标贯击数N=1～2。承载力标准值fk=60kPa。

(3)中粗砂:黄褐色,饱和,稍密状态,颗粒均匀,分选性差,含有角粒及小碎石,该层分布均匀,层厚1.5～2.0m,层底埋深10.5～11.7m。实测标贯击数N=2～7。承载力标准值fk=120kPa。

(4)粉质粘土:黄～黄褐色,饱和,可塑～硬塑状态,局部含有灰色粉土团块。该层分布普遍,层厚1.2～4.7m,层底埋深12.3～15.0m。实测标贯击数N=5～8。承载力标准值fk=180kPa。

3.2 地基振冲加固方案确定

(1)加固方案比选

根据本工程的技术要求和地质条件,结合众多的地基处理方案,主要处理方法有强夯法、深层搅拌法和振冲挤密(置换)法三种。

方案一强夯法,鉴于码头结构和场地的原因,过大夯击能的强夯会对重力式带卸荷板式方块码头及后轨道梁基础与桩基产生影响,并破坏码头后方倒滤层,过小夯击能的强夯又无法加固埋深7m以下的淤泥质粉质粘土层及下卧层。

方案二深层搅拌法,对无法密实桩间的砂土,并在7m厚的砂层中成桩亦非常困难,由此形成的深层搅拌桩复合地基的变形协调能力也较差,不太适合柔性或半刚性基础,并且其造价高达到200元/m2以上,技术经济指标较差。

方案三振冲挤密(置换)法,既能振密上部7m的吹填砂层,又能在深埋7～10m的淤泥质粉质粘土层中形成振冲置换的砂桩,在上覆压力作用下进一步产生排水固结而提高本身的承载能力并减少变形,还可以使下卧砂层密实,从而达到地基加固的目的并减少地基的残余变形,提高集装箱堆场的营运质量。

(2)振冲加固技术设计

根据以往经验,设计参数按下列数据考虑:振冲器功率75kw,振冲孔采用三角形布置,对要求承载力达到150kPa的区域孔距3.5m,排距3.0m,单孔有效振密面积为10.5m2;对要求承载力达到180kPa的区域孔距3.0m,排距2.6m,单孔有效振密面积为7.8m2。振冲孔距钻孔灌注桩外侧最近点距离1.3～1.5m。

3.3 振冲加固试验与分析

3.3.1 试验目的及主要内容

试验区布置在51#泊位末尾区域,该区的大部分范围表层外露吹填砂,另小部分范围吹填砂被30cm厚的山皮土覆盖。为了检验振冲法的适宜性和处理效果,在大面积正式施工前,先进行试验桩(孔)的打设,以确定振冲施工的最佳工艺、振冲点间距和布孔形式,合适的水压、水量、气压、气量、成孔速度及填料方法,达到砂基密实时的密实电流、填料(或留振高度)和留振时间等施工参数。确定地基承载力,并建立不同砂基振密效果检测指标与地基承载力之间的相关关系(如标贯击数与地基承载力),单孔振密的有效影响范围。试验内容主要为:

(1)自行塌陷与外加填料试验;

(2)施工程序与施工参数组合后的3种方案(不同布孔间距)的施工与检测;

(3)合理确定振点间距和布置形式及最佳的施工参数,对振密加固后的砂基按设计要求进行效果检测,检测包括静载试验及标准贯入试验等。

3.3.2 试验参数设计

(1)振密程序

根据实际操作的调整,试验区采用的振密程序有三种:

程序A:振密→上提0.5m→加料→振密→重复

程序B:振密→上提0.5m→加料→下沉0.5m→振密→重复

程序C:振密→上提至孔口(h)→加料→下沉(h-0.5m)→振密→重复

(2)各试验区采用的参数见表1。

3.3.3 试验成果

(1)效果检测数据

①在不同间距的各试区于振点形心和振点中心处各布置3个标贯孔和2点静力载荷试验点进行效果检测,各区静载试验结果见表2、表3。

②在试验一区a区的6#振孔进行了不同距离处(距振点中心1.75m、3.5m、7.0m)的振密效果标贯检测,实测数据如表4。

3.3.4 试验结果分析

(1)砂基振密效果检测指标与地基承载力之间的相关关系

根据现场实测,将SPT与静载试验结果进行比较,则不难发现承载力基本值fsk随标准贯入击数N的增加显示同样变化的规律,其关系可用下式表示:

fsk=λN

式中,λ-系数,随土的类型和密实程度不同而变化。

由试验区得到的承载力基本值fsk与标准贯入试验N的关系见表5。

表5中同时列举出《港口工程地基规范》(JTJ250-98)中表E.0.4给出的砂土承载力设计值与标准贯入击数N的对应关系以资参考。可见,实测值与规范值基本接近,可作为地基检测的参考依据。对地基承载力要求达到180kPa的振冲地基,砂土层的标准贯入击数最小值不得低于10击,修正后的标贯击数均值N≥10击;对地基承载力要求达到150 kPa的振冲地基,砂土层的标准贯入击数最小值不得低于8击,修正后的标贯击数均值N≥8击。

(2)振密程序对加固效果的影响

根据试验结果,因土性不同,程序C必须与程序A或程序B联合应用,才能即可在底部的土层形成砂桩,又可使上部的吹填砂层充分挤密。试验区a与b区,其区别仅在于砂层的振密程序不同,针对底部的土层均采用程序C,但a区砂层采用的是程序A,b区砂层采用的是程序B。标贯检测表明,b区砂层标贯击数均值比a区的高1击以上;静载试验结果也表明,a去的承载力基本值为157kPa,而b区达到了170kPa。可见程序B振密效果要好于程序A。

(3)振点间距对振密效果的影响

试验区b、d及f的其它施工条件基本相同,区别仅在于各试验区的振点间距分别为3.5m、3.0m及2.7m,排距分别为3.0m、2.6m及2.3m,三角形布置。检测结果为:静载试验:3.5m间距的b区承载力基本值为170kPa,3.0m的间距d区为188.8kPa,而2.7m间距的f区达到了215kPa;标贯试验:b、d及f区砂层振点形心的标贯击数均值分别为9.8、10.3及12.5击。可见振点间距越小振密效果越好,由此可推断,较为经济合理的振孔布点形式应为三角形,振孔间距在3.0～3.5m时,砂土地基经振密后的承载力能达到150～180kPa以上。

(4)留振时间对振密效果的影响

试验区c、d其它施工条件基本相同,区别仅在于c区的留振时间比d区增加了10s,试验结果:静载试验:c区承载力基本值为200kPa,d区为188.8kPa,因提高了10s的留振时间,但由此提高的承载力基本值仅为11.2kPa,为d区承载力基本值的6%;标贯试验:c、d区砂层振点形心标贯击数均值分别为11、10.3击,由增加留振时间而提高的标贯击数仅有0.7击(6.8%)。可见,提高留振时间对提高振密效果的影响不十分明显。

3.3.5 最佳施工工艺及参数的确定

根据检测结果,确定振冲施工工艺如下:

①振密程序:埋深6m以上程序A或B,埋深6m以下程序C;

②提升速度:0.8～1.0m/min;

③密实电流:I=I0+Ii(A),砂层Ii=25～30A,土层Ii=15～20A;

④留振时间:t≥10s;

⑤填料方式:埋深6m以上“连续填料”,埋深6m以下“间断填料”;

⑥填料性质:现场吹填的中粗砂,粒径宜大,含泥量宜低。

经自行塌陷与外加填料试验发现:由于吹填的中粗砂比较松散、颗粒又细,混有一定的粘土,经下卧泥层造孔、扩孔及排污(泥水)清孔后孔壁更难下塌,因此吹填砂的自行塌陷比较困难,要想振密砂层必须外加填料。特别在泥层欲振冲置换形成砂桩时则更须外加填料。吹填砂以下的淤泥质粉质粘土不能采用“连续投料法”而应采用“间断投料法”。吹填砂层则可采用“连续投料法”施工。

3.4 试验结论

(1)通过现场调查和相关资料综合分析,经过多方案比选,针对本工程5万吨级集装箱码头后轨道梁前后方宽约65m范围内属于在天然泥面上以中粗砂吹填形成的回填地基提出了经济合理的振冲加固方案:天然泥面以上的吹填砂采用振冲挤密,天然泥面下的淤泥质土采用振冲置换,经现场试验表明是完全适宜和可行的。

(2)振点布置与间距:对地基承载力要求达到180kPa区域,振孔间距不大于3.0m,排距2.6m;对地基承载力要求达到150kPa的区域,振孔间距不大于3.5m,排距3.0m。振孔按等边三角形布置,孔深以穿透淤泥质粉质粘土层、进入粉质粘土层或下卧砂层0.5～1.0m为原则,大约10m左右。

(3)根据振冲试验区得到的相关资料和《港口工程地基规范》(JTJ250-98)中表E.0.4给出的砂土承载力设计值与标准贯入击数N的对应关系,由试验区实测得到的承载力基本值fsk与标准贯入试验N的相应关系与规范值基本接近,结合本工程实际情况,振冲地基加固效果检测可以用标贯试验替代静力载荷试验,可作为地基检测的参考依据。

(4)试验区砂土在振密前标贯平均值N不到4击,属"松散"状态。经振密加固(振孔间距3.0～3.5m)后桩间砂土的标贯值N达到8.5～13.2击,砂土基本处于"中密"状态:地基经振密后的承载力达到了157～200kPa,场区取料时振冲前后地表平均下沉50～60cm,效果十分明显。

(5)振密程序和填料方式对振密效果有一定的影响。就单孔振冲而言,因沿埋深的土性不同就需采用不同的振密程序和填料方式以达到基本相同的振密效果。

(6)吹填砂的自行塌陷比较困难,若振密砂层必须外加填料。特别在泥层欲振冲置换形成砂桩时则更须外加填料。吹填砂以下的淤泥质粉质粘土采用“间断投料法”,吹填砂层则采用“连续投料法”施工。

(7)振点间距和填料性质对振密效果影响较大。振点间距越小则振密效果越好,但相应的工程造价也高;桩身填料的含泥量越低则桩身的振密效果越好,但对桩间土的振密效果影响不大。

(8)单孔振密的影响半径达5.0m以上,但其有效的单孔振密影响半径却仅有2～2.5m。而留振时间的提高对振密效果的影响也不是十分明显。

4 结束语

营口港鲅鱼圈三期工程5万t级集装箱码头后方吹填砂地基区域,通过采用经工程现场试验所确定的振冲施工参数及最佳施工工艺进行地基振冲加固处理,取得明显的效果,已在几年来的营运中得到考证,文中将各试验数据列出,以供类似工程借鉴。

振冲加固 篇2

1工程概况

1.1工程基本概况该项目厂区面积26万平方米，厂区建设分三期进行，主要建设内容有：生产车间242880平方米，宿舍楼：3600平方米，食堂、浴池、文化中心7440平方米，办公楼：7800平方米。

1.2工程地质概况该工程场地原为沼泽地，后经人工修整后地形平坦，场地地貌为海岸平原。在钻探揭露深度范围内，地层自上而下为：①素填土：层厚0.3～3.4m，层底高程1.34～3.55m。②细砂：层厚1.4～5.2m，层底高程-1.70～1.52m。③含淤泥粉细砂：层厚1.30～5.90m，层底高程-4.83～-2.45m。④粗砂：层厚0.4～3.1m，层底高程-1.56～-4.32m。⑤全风化片麻岩：层厚0.14～1.07m，层底高程-7.06～-4.62m。⑥强风化片麻岩：钻探揭露层厚2.32～5.00m，钻探揭露层底高程-10.69～-8.05m。

该建筑场地为对建筑抗震不利地段，须对素填土、细砂、含淤泥粉细砂进行加固处理，消除砂土的液化沉陷。当治理后地基土承载力满足设计要求时，地基稳定，适宜建筑。

1.3地基加固方案该新建场地存在饱和的细砂和含淤泥粉细砂，地基的液化等级严重，可采用振冲法对素填土、细砂、含淤泥粉细砂进行加固处理，消除砂土的液化沉陷，以振冲碎石桩形成的复合地基为基础持力层，振冲碎石桩处理到粗砂层。

2振冲碎石桩的施工及质量管理

2.1振冲碎石桩试验段施工振冲碎石桩施工前，根据施工规范要求施工前须通过试验段的施工，记录冲孔、清孔、制桩时间和深度、记录冲水量、水压、填入碎石量及电流的变化等，验证设计参数和施工控制的有关参数，选定科学合理的技术参数作为振冲碎石桩施工的控制指标。根据现场试桩的结果，需要取得如下的施工技术参数：造孔电流、造孔水压、加密电流、加密水压、留振时间、填料量和加密段长度等。施工时应密切注意对周围结构物的影响。试桩施工直接在振冲碎石桩施工范围内进行布置，根据振冲碎石桩施工图设计的分区要求，每区段振冲碎石桩施工前都必须进行试验桩施工。

2.2振冲碎石桩施工程序

①清淤、清理场地，平整场地至桩顶设计标高；布置桩位，根据试桩结果，确定施工技术参数。

②放线、定位：测量放线后吊车就位，吊起振冲器，使其竖直、悬空，距地面10～20cm，并让尖端对准桩位，检查水压、电压和振冲器电流是否正常。

③造孔：开启高压清水泵，注入高压水，开动振冲器，振冲器在压力冲击作用和振动作用下竖直贯入地层至设计深度。

④清孔：造孔完毕后，将振冲器全部吊出后再对准孔位，保持坚直状态，贯入孔底，进行一次清孔排浆，记录清孔过程，并根据实际成孔排浆情况，确定清孔次数。

⑤填料、振密、制桩：清孔完毕，控制室改用加密电流，并改变水压，采取连续填料，分段振密的制桩方法。将振冲器提离孔口1.0～1.5m，装载机向孔内倒石料，每次填料数量视土质条件而定，一般每次填料高度为0.5～0.8m。待石料沉入孔底后，再缓慢下沉振冲器，振密孔底桩体，当振冲器工作电流达到规定的密实电流后，留振10～20s。循环上段工序，进行下一段桩体的压密工作直至孔口，则完成一根桩的制桩过程。

⑥关机、停水，振冲器移位至下一桩位。

⑦清沟排污：打桩过程中，施工现场安排人力清沟，保证排污网络畅通，避免泥浆漫淌，沉淀后的泥浆采用泥浆车出运至弃土场排放；做好场地整洁，文明施工。

⑧填料记录：施工过程中通过振冲器上配备的振冲碎石桩施工自动监控系统记录仪，对每段桩体的成孔电流、密实电流、填料量及留振时间等进行现场施工过程的实时跟踪记录，作为设计、监理部门质量签认的主要依据。每桩施工均填写施工记录表。

⑨铺设碎石垫层：振冲碎石桩处理完成后，在桩顶上铺填30cm厚碎石垫层，全部处理范围均采用20t振动压路机重叠轮迹碾压至少二遍。

2.3振冲碎石桩施工质量控制及管理措施

2.3.1严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。水量要充足，使孔内充满水，防止塌孔，使制桩工作得以顺利进行；水压视土质及其强度而定，一般对强度较低的软土，水压小一些；对强度较高的土，水压大些；成孔过程中水压和水量尽可能大，当接近设计加固深度时，降低水压，以免影响桩底以下的土；加料振密过程中水压和水量均小些。

2.3.2电压一般为380±20V，并保持稳定。电流一般为空载电流加10～15A为加料振密过程中的密实电流，或为额定电流的90%。严禁在超过额定电流的情况下作业。振冲器在固定深度位置留振时间为10～20s。

2.3.3填料注意加料不过猛，原则上“少吃多餐”，勤加料，但每批不加得太多。施工中，每段桩体均做到满足密实电流、填料量和留振时间三方面的规定。当达不到规定的密实电流时，向孔内继续加碎石并振密，直至电流值超过规定的密实电流值。避免出现断桩，缩径现象。

2.3.4碎石桩质量检验：振冲碎石桩施工完成四个星期后即可做单桩复合地基荷载试验，按每300根随机抽取1根进行检验，但总数不得少于3根。桩体密实度抽查5%；复合地基承载力抽查5%，采用重Ⅱ型动力触探测试。碎石桩软基处理经检测符合有关规范及验收标准要求后，经监理工程师批准方可转下一道工序。

3施工中的问题及经验总结

在该项目一期工程中的地基处理过程中，由于缺乏经验，采用了这样的地基处理工序：

碎石振冲桩→基础土方开挖→基础施工→主体施工→设备基础→设备调试安装

这种工序适合基底标高与场地标高相差不大的情况，在基础开挖的时候，可以将碎石桩头少量不密实部分挖掉。但是由于该工程厂房的杯口基础基底设计标高与场平标高相差平均接近2.5m，部分大型设备基础的基底标高与场平标高相差4m，因此在进行基础土方开挖和设备基础开挖的时候的时候，造成大量的密实部分的碎石桩体也被挖掉，不但影响碎石桩的整体稳定性，而且造成了无谓的浪费，无形中增加了建筑成本。

汲取了一期工程的经验后，通过认真的分析和总结：二期厂房基底标高与场平标高平均相差4米，局部设备基础基底标高与场平标高相差5米，因此工程部提出工序改进方案：首先进行厂房基础及设备基础的开挖，开挖深度控制在基底标高以上500mm，然后进行振冲碎石桩的施工，碎石桩检测后再进行二次开挖至基底标高以下300mm，满铺300mm碎石垫层后进行下一步工序。经过分析后，调整后的方案具有以下优点：

①碎石桩头700-800mm左右的相对不密实部分在进行土方开挖的时候被挖掉，桩头铺设的300mm厚的碎石垫层对桩体起了很好的保护作用。

②相对于原有施工方案而言，由于保证了桩体的整体性，使得碎石桩结构上的稳定性强于前者。

③相对于原方案由于每支碎石桩工程量平均减少3.5米，相当于了节省工程投资，降低地基处理部分工程造价近30%。

该方案得到设计单位认可后，施工单位按照该方案进行施工，不仅在工期内保质保量完成了振冲桩的施工，而且为业主节省投资数百万元。

4结语

振冲法加固软体地基适用性广，尤其适用于组成性质不同的多层软弱地基。软土地基经振冲处理后可加快固结，减少沉降，提高强度指标、抗震性能。振冲法施工速度快，质量容易控制，是一种有效、简便、经济的地基加固方法。

参考文献：

地基加固振冲碎石桩施工技术工艺 篇3

1 工程概况

新建铁路洛湛线永岑段龙田车站路堤地基加固处理碎石桩加固区位于丘陵河谷地带,段内地层主要为粉质黏土及淤泥质黏土,对路堤的稳定极为不利,经验算其稳定系数不满足规范要求。因此,采用振冲碎石桩技术来加固地基,提高地基承载力。碎石桩加固区分布比较分散,周围多为农田,施工平面布置分2个加固区(D2K355+182至+200,D2K355+220至+260)。碎石桩施工用骨料为机制碎石,由采石厂提供,施工用水主要采用山河水,施工用电主要采用从附近的高压线T接变压器并架设临时线路,同时预备柴油发电机应急的方式。

2 振冲碎石桩施工技术要求

碎石桩施工前先在加固区上铺30～60 cm碎石垫层,保证吊车站位的稳定性。地基处理碎石桩长度4～6m,桩径Φ80cm,桩间距D=160cm,按梅花型布置,成桩后复合地基承载要求大于180 kPa。主要工程数量:振冲碎石桩1 123根,进尺6 369.26 m,用料3 766.8 m3。

3 振冲碎石桩施工工艺控制(技术参数的确定)

振冲施工过程可以通过填料量、密实电流和留振时间3个参数来控制,振冲碎石桩的质量是以振冲器振动时的工作电流达到规定值为控制标准。因此,在碎石桩施工前必须进行成桩试验(至少实验2根),以掌握对场地的施工经验及施工参数(密实电流、填料量、留振时间参数);碎石桩形成后,必须大于中密状态(N63.5≥10)。

龙田车站碎石桩加固区试验确定的技术参数如下:密实电流控制在50 A;填料量0.4～0.6 m3/m(桩径800 mm);留振时间10 s;桩间距1.6 m;水源压力控制在4 MPa左右,水量200～300 L/min,制桩时水压4 MPa,水量70 L/min;振冲器贯入速度为1.2 m/min;振密后段提升高度为0.5 m。

4 振冲碎石桩施工方法

振冲碎石桩采用“由里向外”或“由一边向另一边”的顺序施工,这种顺序易挤走部分软土,便于制桩。在强度较低的软土地基中施工时,为减少制桩过程对桩间土的扰动,采用间隔振冲的方式施工。

4.1 施工准备

了解现场施工环境,布设给水及排污系统,施工前平整场地,确保道路通畅。熟悉施工图纸和施工工艺,熟悉试桩试验的情况和成果,掌握试桩时的工艺,下达施工参数。测量放样布桩及对桩,先测设主要控制轴线,按主要轴线布桩,以小木桩或铁钎标定桩位并进行复核,要求桩位偏差不大于3 cm,并进行编号,做好记录。

4.2 施工机具

(1)振冲机具设备:采用型号ZCQ-30、转速1 450r/min、功率30 kW的振冲器;起重机、8t吊车各1台;排污泵1台、清水泵3台及供排水管道。

(2)控制设备:控制电源操作台,150 A电流表,500 V电压表。

(3)加料设备:装载机、机动翻斗车各1台(辆)。

4.3 材料要求

填料选用坚硬、不受侵蚀影响、级配良好的碎石,粒径为20～40mm,含泥量不宜大于5%,不得含有杂质、土块和已风化的石子。

4.4 施工顺序(流程)

(1)对位。吊车将振动器缓慢、稳妥地垂直吊起,然后对准桩位缓慢下降振冲器至离地面30 m以内,使喷水口对准桩孔位置,偏差小于50 mm。

(2)造孔。打开水源和电源,检查水压(4～5 MPa,水量200～300 L/min)、电压(380V)、成孔电流(50A)。随后启动清水泵供水,待振冲器下端射水口出水的水压、水量达到工艺要求时,方启动振冲器,拉紧防纽绳索。待振冲器内的偏心块达到额定转速时,下沉振冲器贯入土层进行造孔。造孔过程中,吊机卷扬绳的下放速度不宜过快,以0.5～2 m/min为宜,并始终保持振冲器处于悬挂状态,以免造成斜孔。当造孔达到设计深度时,上提振冲器。造孔过程中及时记录各深度的水压、造孔电流等的变化及相应的时间。

(3)清孔。当造孔达到设计深度时,将振冲器提出孔口,然后再次下沉振冲器,往复2～3次,使孔口泥浆变稀,进行清孔。清除孔内泥土的目的是保证填料畅通,减少桩体含泥量。

(4)振冲密实。采用连续填料法进行施工。清孔后将振冲器提离孔底30～50 cm,由装载机向孔内连续填入碎石料,依靠振冲器的水平振动力不仅将孔内的石料振密,还不断地将填料挤入孔壁土中,使孔径扩大。一旦桩周土的约束力与振冲器的振力相等,桩径就不再扩大。此时,振冲器电机的电流值迅速增大。当电流达到规定值时,控制系统会及时发出信号。这时,桩仍继续加密,当达到留振时间,时间继电器又自动发出信号,标志该次的填料加密过程完成。这一过程即为加密过程。

(5)单桩成桩。再次提升振冲器30～50 cm,重复上述填料加密过程,如此反复进行,直至地表成桩。

5 质量控制

(1)现场材料员一定要严把质量关,杜绝不合格材料进入施工现场。

(2)密实电流和留振时间采用自动控制系统控制。

(3)填料时不宜过猛,应采用分次连续“少吃多餐”投入,填料量控制在0.6～0.7 m3/m。

(4)在施工过程中,责任人要详细记录每次成孔深度、成孔电流、成孔电压、密实电流、留振时间、填料量等参数,施工中出现问题及时处理,妥善解决。

6 施工中遇到的问题及应对措施

(1)造孔时遇到软土地基,采用“先护壁,后制桩”的施工方法:即在振冲开孔达到第一层软弱层时,加适量填料进行初步挤振,将填料挤到软弱层周围,以加固孔壁,再用同样的方法处理第二层、第三层等。

(2)造孔时,如土层中夹有硬层时,应适当进行扩孔,即在硬层中将振冲器往复上下多次,使孔径增大以便于填料。

(3)造孔时,桩位偏移可能超标,避免该问题出现的方法就是应使振冲器对准振位,控制初始下沉速度,保持振冲器悬重状态下沉。

(4)造孔过程中若遇电流值超过电机的额定电流时,暂停振冲器的下沉,或减速下沉,或上提一段距离,借助高压水冲松土层后再继续下沉造孔。

(5)制桩过程中,若桩体密度不够时,延长留振时间,增加反插次数,增大填料量。

7 质量检测

本工程加固区为饱和黏性土,待孔隙水压力基本消散后间隔28 d进行桩基质量检测。依据《建筑地基基础施工质量验收规范(GB 50202—2002)》要求,对本工程碎石桩分别采用了复合地基静载试验、桩身动力触探试验和桩间土标准贯入试验3项指标进行检测。且按照《建筑地基处理技术规范(JGJ 79—2002)》要求,检验数量应为总桩数的0.5%。本工程共计1 123根桩体,随机选择了8根桩体和4处桩间土分别进行了超重型圆锥动力触探和标准贯入试验,随机选择测点用人工堆载的方法进行复合地基承载力试验(采用预制厂的C20砼预制块,每块50 kg)。检测结果表明,该路堤基底经过振冲碎石桩处理后,复合地基承载力标准值为255 kPa,大于180 kPa,满足设计要求。测试桩间土4～5m处捶击数都在7击以上,5～6m处也在9击以上,桩体检测都在18击以上,桩间土均匀性、密实度均良好,桩身均匀,达到设计要求。实验结果见表1、表2。

8 结语

通过对龙田车站路堤地基加固采用振冲碎石桩的现场施工管理的实践,笔者有如下几点体会。

(1)碎石桩开工前必须设置5根试验桩,对其中的3根试验桩进行标准灌入试验,并对另外2根进行荷载试验。试验桩时,应认真仔细地记录桩的灌入时间和深度、冲水量和水压、压入的碎石量和电流的变化等,以确定桩体在密实状态下的各项指标,以此作为设置碎石桩的控制指标。

(2)振冲碎石桩是一个隐蔽工程,一旦成型将无法更改,施工的每个环节都不能马虎大意,特别是原材料,必须全部是合格品。

(3)振冲碎石桩施工中,填料量、密实电流、留振时间3个指标是控制质量的关键指标。填料量直接反映碎石桩材料用量情况,密实电流反映了桩的密实程度,在满足填料量、密实电流的前提下,应保持一定的留振时间,保证周围软土的挤密作用。

参考文献

[1]JGJ 79—2002,建筑地基处理技术规范[S].

振冲加固 篇4

1 珊瑚礁砂用作地基填料可行性分析

针对疏浚开挖后的珊瑚礁砂(砾)材料开展颗粒分析试验PSD、击实试验、室内CBR试验、常规直剪试验等,试验结果表明该类材料属于含砾石类砂土或含砂类砾石土,细粒含量(<0.075 mm)低于10%,土粒比重较大,最大干密度随砾石含量而波动较大,大约为1.850 g/cm3～2.260 g/cm3,室内浸水CBR强度较高,达到65%～97%,内摩擦角为33°～42°,粘聚力较差,综合分析该类土各类物理力学指标,可知珊瑚礁砂材料可作为地基填料,通过采用振冲挤密对地基进行加固处理,达到地基土抗液化要求、沉降控制和承载能力要求。

2 工程地质条件

码头造陆区上部为吹填珊瑚礁砂(砾),厚度为6 m～15 m。经过疏浚后,吹填珊瑚礁砂下部的海相地层土为珊瑚礁形成物,主要是粉土、砂、砾石,并夹杂贝壳物。

3 振冲法

加填料振冲挤密,就是一方面利用振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化,砂土颗粒重新排列,孔隙减小,有效挤密后形成中、密砂;另一方面依靠振冲器的水平振动力,在加填料的情况下通过填料使砂层挤压密实[1]。本工程围堰至码头外侧回填区域设计采用振冲法加固地基,采用经试验确定的振冲施工参数和工艺进行施工,并通过静力触探试验CPT检验振冲后地基的加固效果。

3.1 振冲区施工技术参数和工艺

经过技术方案论证和试验区试验后,振冲施工技术参数和工艺如下:

1)采用132 kW大型振冲器。2)振冲孔间距采用等边三角形布置,轨道梁左右各3 m范围内振冲间距采用3.0,其他区域采用3.5 m间距。3)成桩:a.慢速振冲下沉至地面以下设计深度处,留振慢速振冲上拔留振密实电流控制在11 A～130 A(其中轨道梁范围要求达到130 A～150 A);c.重复b步骤,振冲器贯入速度控制为1 m/min～2 m/min,直至孔口,再留振60 s,成桩结束,关闭振冲器和水泵,移至下一个桩位。

3.2 振冲效果分析

1)振冲加固效果检验。由于振冲和检测点位较多,在振冲一般区域和轨道梁区域各选取具有代表性的一个点位(CPT-1和CPT-2)进行振冲前后静力触探CPT检测,其中两个检测点位均位于振冲三角桩中心位置,检测桩间土的加固质量。2)试验结果分析。从图1可以看出振冲一般区域和轨道梁区域振冲后地基质量较加固前都有较大提高。振冲前天然吹填珊瑚礁砂土层较为松散,深度10 m范围内砂层接近抗液化合格曲线,甚至部分层位低于设计值,经过振冲处理后,一般区域在深度10 m～11 m范围内的土层,CPT端阻平均值由原来不足3 MPa,提高到15 MPa;而在轨道梁区域,深度7 m～9 m范围内的土层,CPT端阻由原来基本达不到抗液化要求,平均值提高到18 MPa,深度9 m～12 m范围内的土层,CPT端阻平均值达到12 MPa。同时加固后的回填珊瑚礁砂已达到中密～密实状态,振冲加固效果显著,充分说明加填料振冲法在处理珊瑚礁砂、砾石地基的适用性和可行性。

4 结语

结合该红海沿岸地基处理工程,对振冲法用于加固珊瑚礁砂地基进行了工程应用与试验研究,得出以下结论:

1)试验结果证明,通过采用合理和准确的振冲工艺和施工参数,采用振冲法加固吹填珊瑚礁地基是可行的,并取得良好的加固效果。2)采用加料振冲和处理珊瑚礁砂地基,可有效提高地基承载力,消除不均匀沉降,减少工后沉降,而且就地取材,大大降低工程造价、缩短建设工期和减小施工难度,因此具有较高的社会和经济、环保效益,对珊瑚礁海域附近的港口造陆工程具有很大的应用前景

摘要：通过分析中东红海沿岸某地基处理项目中采用吹填珊瑚礁砂(砾)用作码头后方堆场地基填料的可行性,采用振冲挤密法对地基进行加固处理,并对加固前后地基进行静力触探CPT检测,结果表明该珊瑚礁地基经过振冲挤密后效果较好,且经济环保。

关键词：珊瑚礁,地基处理,振冲

参考文献

[1]《地基处理手册》编写委员会.地基处理手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2000.

[2]严与平,柯有青.浅谈珊瑚礁工程地质特性及地基处理[J].资源与环境工程,2008(12):47-49.

[3]南京水利科学研究院.软基加固新技术——振动水冲法[M].北京:水力电力出版社,1986.

[4]邓筱鹏,吴庆飞,周健,等.大面积粉细砂吹填成陆地基加固技术应用[J].水运工程,2005(5):42-47.

[5]周健,贾敏才,池永.无填料振冲法加固粉细砂地基试验研究及应用[J].岩石力学与工程学报,2003,22(8):1350-1355.

振冲加固 篇5

关键词：土石坝,振冲加固,应用

在土石坝的施工过程中, 振冲加固技术具有相当重要的意义。在振动的作用下, 土石的密度可以变得更加的密实, 这样就能有效的起到加固的作用, 防止土石坝出现滑落的情况, 有效的保障了安全性。在使用振冲加固技术时, 应该对这一技术的机理有所了解, 这样才能在适当的环境下使用该技术, 降低工程的成本, 可以说该技术是一项性价比较高的处理技术。

1振冲加固技术概述

振冲加固的处理方法主要运用到的设备是起重机, 将振冲器通过起重机缓缓吊起, 在高速的运转下, 就会产生较大的水流, 这时再将水泵打开, 振冲器就会随着振动沉到指定的深度, 将碎石缓慢的填入到孔内, 碎石就会在振动的作用下紧密的联系起来, 使得碎石之间的缝隙变得更加密实, 将这一过程循环往复的进行, 就能够达到理想的效果。同时, 采用这种处理方法还能有效的提高抗液化的水平, 能够承受较大的承载力, 总而言之, 具有理想的效果, 并且成本低, 是一种性价比较为优秀的处理方法, 在今后的土石坝施工中, 应该进行广泛的推广, 促进土坝体密度的提升。

该加固方法的机理与效果据有显著的差异, 大致可以分为两种不同的类型, 一种以置换为主, 另一种以加大密实度为主。采用前者进行工作的过程中, 桩体的主要组成部分为碎石砂粒, 并且与原有的地基土进行混合, 共同构成了复合地基。这一方法能够有效的促进排水性能的提高, 并且土层的结构也会出现显著的改善, 具有较强的抗承载力。采用后者进行施工的过程中, 地基层的密度会出现较大的改善, 在振动以及压力水的影响下, 砂粒间的缝隙会出现明显的变化, 逐渐变小, 并且能够均匀的进行排列, 这都要归功于高速振动对砂粒造成的冲击力, 因而形成了振冲密实法的处理方法, 在使用这种方法的过程中, 还应该对土质具有一定的了解, 这样才能选择是否填料。

2振冲加固的机理

振冲加固的最主要的机理就是将砂粒进行重新的排列, 从而缩小砂粒之间的距离, 形成一种更为紧密的联系。在使用振冲加固方法的过程中, 应该时刻对砂土的密度进行测量, 以保证达到理想效果, 从而有效的缩短振冲的时间。

2.1浮振作用。要想使砂土发生变化, 首要的前提就是要确保土体的状态。饱和是最为理想的状态, 如果不能达到完全饱和, 那么接近饱和的状态也可以。这样土粒就能够进行悬浮或是漂沉。将砂土的抗剪强度适当的进行减弱也是十分必要的, 因为如果砂土具有较强的抗剪强度, 就不能自由的进行运动, 从而也就不能改善土质的密度。

2.2振动挤密作用。在振冲器动力的作用下, 悬浮在孔内的砂粒会进行自由的运动, 其中的一部分就会转移到孔壁之中, 这样一来, 孔壁周围的砂土就会变得更加的密实。实际上, 这一作用的效果并没有其他作用的效果那样明显, 甚至在不填料的情况下, 震挤的效果都不会完整的体现出来, 因此, 要想加强的震挤的效果, 填入适当的填料也是有必要的。

2.3固结作用。固结作用就是要使砂土得到的进一步的加固, 在这一过程中, 砂土经过振冲器的振动, 将松砂变得更为紧致, 振动的时间越长, 砂土的密度也就越大, 当停止振动时, 砂土的抗震力也就得到相应的提升, 由此可见, 砂土在振动时能够有效的提升其抗震作用, 并且剪应力也会得到相应的提升。

2.4预震效应。振动器在振动的过程中会产生一种力量, 这种力就是振动力, 在振动力的作用下, 砂土的抗液化能力也会得到相应的提高, 通过实验证明, 砂土的抗液化能力与砂土自身的密度具有直接联系, 并且振动应变史也会对其产生一定的影响, 要想有效的提高砂土的抗液化能力, 就应该从这两点入手, 进一步提高砂土内部自身的结构, 有助于砂土变得更加紧致。因此, 在施工的过程中, 要想有效的提升砂土的抗液化能力, 就应该充分利用振冲加固的处理方式, 在预震作用的影响下, 提高砂土各方面的能力。

3振冲加固法施工的质量检验

3.1查验有关施工质量的技术文件。有关施工质量的技术文件包括以下几方面:①振密和制桩记录以及制桩一览图, 要求记录准确无误, 并仔细核对留振时间、填料、桩长、桩位等, 发现有不合要求者作标记, 以便进行统计分析;②查验总来料量以便核对制桩用料是否真实;③对填料材质进行必要的强度、级配与含泥量试验。

3.2现场查验与测试。①现场查验:在查验有关施工记录的基础上, 必须进行现场查验, 其查验内容为:实地测量桩位, 对那些偏桩、不符合设计标准的桩提出处理办法, 查出漏桩必须补打或采取有效的补救措施;结合工程的实际情况, 必要时可进行现场开挖, 查验桩径及填料情况。②现场测试:a.原位密度与标贯测试。对振冲加固土石坝坝基的现场测试通常主要是测定坝基的相对密度或标贯击数。现场原位密度测试可用物探法进行, 水位以上部分, 还应尽量用灌砂法, 有困难时, 可采用环刀法, 其勘探方式通常采用井探或槽探;标贯是检验土石坝振冲加固效果的重要手段之一, 它不受水位的限制, 同时操作方便, 应用很广。测点应放在桩与桩中心或振冲点与振冲点中间处。检验点数量可按每100~200个桩或振冲点选孔, 总数不得少于3个孔。b.物探测试。必要时可采用剪切波与瑞利波法对加固后的地层进行波速测试, 以此来判别被加固地层的土体性质变化, 为综合评价加固效果提供依据。

3.3综合评价。当完成了有关施工质量技术文件查验和现场查验与测试工作之后, 对振冲加固施工质量与加固效果已有了较深入的了解, 在此基础上, 对加固工程可作出如下评价。①对质量与合格率进行评价。对施工实际桩长、桩径、桩位、填料量等项硬性指标作出计算统计, 进而对制桩的质量差异及合格率作出评价。②对各项物理力学指标进行评价。对现场各项测试数据, 按有关技术规范进行整理分析, 判定加固后坝基的各项物理力学指标是古达到设计要求。对那些不符合要求的各项数据应进行分析, 找出原因, 提出补救办法。如确属施工质量造成的, 又无可以替代的补救办法, 应坚决返工直至满足要求为止。

4结论

综上所述, 对可能液化的砂土地基进行振冲加固的处理, 能够有效的提升砂土的密度, 促进抗液化能力的提高, 具有明显的效果, 在今后的工作中, 施工人员应该不断完善该处理技术, 为土石坝工程质量的提升贡献一份力量。

参考文献

[1]曲国魁;周文柱;高树天.振冲碎石桩在地基加固中的应用[J].黑龙江水专学报, 2008 (4) :95-182.

[2]刘志娟;黄建生.振冲碎石桩及振冲砂桩在地基加固中的应用[J].人民长江, 2006 (6) :30-31.

振冲加固 篇6

对粉砂土质地基, 一方面是机具的振动力在饱和砂土中传播加速度, 使振冲器周围一定范围内的砂土产生振动液化, 液化后的土颗粒在重力, 上覆土压力作用下形成充填密实的砂土地基;另一方面是依靠振冲器的振动加速度和砂土地基的侧压力, 使孔内所填卵石粒料重新排列, 相互紧密充填, 而成为密实的卵石桩体, 由桩体和原地基土共同组成复合地基。与原土地基相比, 地基承载力提高, 压缩性减少, 砂土的抗震能力增强。

2 工程概况

该工程拟建27幢砖混及框架结构的住宅小区。层数1F~11F, 拟建采用条形基础, 独立基础和筏板基础。由于该场地地基土强度及变形指标均不满足设计要求。从安全性和经济性考虑, 决定采用振冲卵石桩法对原土地基进行加固处理。

3 场地工程地质条件

3.1 场地地形地貌

该场地地形开阔, 有一定起伏, 相对高差为1.7米。属山前堆积平原。

3.2 工程地质概况

根据钻探揭露, 地层自上而下划分为:1) 杂填土, 揭示层厚0.60~2.00m;2) 素填土, 揭示层厚0.40~1.70m;3) 粉质粘土, 揭示层厚0.50~6.10m;4) 粉土, 揭示层厚0.40~3.70m;5) 粉砂, 揭示层厚0.50~2.00m;6) 细砂, 揭示层厚0.30~1.30m;7) 中砂, 揭示层厚0.40~1.10m;8) 粗纱, 揭示层厚0.40~3.20m;9) 卵石层。

3.3 水文地质条件

本场地地下水以赋存于砂卵石层中的空隙潜水为主。主要受大气降水和地下径流, 蒸发等方式排泄。对混凝土结构及混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性, 对钢结构具弱腐蚀性。

4 振冲法地基施工方案

根据设计单位要求处理后的复合地基承载力特征值fspk≥220kpa, Es p≥12Mpa以稍密卵石层作为桩端持力层, 振冲器选用ZCQ-55A型号, 桩径为900m m, 桩位按等边三角形在加固处理范围内满堂布置;为消除液化影响, 根据规范基础外缘扩大宽度大于可液化土层厚度的1/2, 基础边缘外设2排保护桩, 满足设计要求。

5 振冲卵石桩的施工组织

5.1 振冲卵石桩施工的工艺流程

1) 基坑开挖至基底平面;2) 放线、定位、布设桩位;3) 人工挖孔直径为1000mm;4) 振冲器由吊车就位、竖直、悬空, 距地面10~20cm;5) 造孔, 打开加压水, 启动振冲器, 振冲成孔至设计深度;6) 清孔, 造孔后边提升振冲器边冲水直至孔口, 在放至孔底。重复两三次扩大孔径并使孔内泥浆变稀, 准备开始填料;7) 填料, 将振冲器提至孔口, 往孔中填料。同时喷水振动, 直到密实电流铃声响5~10秒, 提升振冲器至孔口, 再进行下一级振冲, 直至地基土内形成卵石桩体。

5.2 振冲卵石桩的技术参数

施工之前先试桩, 以确定各项控制参数。本工程水压控制0.6~1.0Mpa水量控制在5~8m 3/小时;填料粒径30~100m m卵石;密实电流控制在75~85A。

5.3 振冲卵石桩质量控制措施

振冲卵石桩的质量与振冲器成孔, 清空, 填料, 振动密实四道工艺流程密切相关, 因此把握好这四道关口, 以确保振冲卵石桩的质量。

1) 成孔, 人工挖孔直径1000m m, 振冲时, 振冲器对准桩位, 水压控制0.6~1.0Mpa, 水量控制在5~8m3/小时 (一般对强度较低的软土, 水压小一些;对强度较高的土, 水压要高一些。) 下降速度控制在0.5~2m/m in, 使振冲器自由下沉。2) 清孔, 成孔时形成的粘稠泥浆, 不利于填料下沉, 因此应继续在孔内提升2~3次清孔, 将振冲器停留在加固深度以上0.3~0.5m处, 利用压力水顶出孔内泥浆, 至孔内泥浆变稀。3) 填料, 采用分段填料, 每次填料高度不宜大于0.5m, 要做到“少吃多餐”。4) 振动密实, 将振冲器沉入填料中, 使填料挤密, 并将部分填料挤入孔壁土中, 从而增大桩径, 提高置换率, 再留振10~30秒。

5.4 褥垫层的铺设

振冲卵石桩铺设时, 地表面因振冲作用会隆起抬高, 待振冲完毕后, 利用装载机清除顶部松散桩体, 沿加固范围内满堂铺设一层300m m的级配砂石垫层, 采用20t振动压路机分层压实。

5.5 卵石桩质量检测

振冲卵石桩除砂土地基外, 都应间隔一定的时间后方可进行检验。对粉质粘土地基间隔时间可取21~28d, 对粉土地基可取14~21d。做单桩复合地基荷载试验, 按0.5%~1%抽取进行复合地基载荷试验检测, 单体工程不得少于3根。对桩体检验用重型动力触探进行随机检验。对桩间土采用标准贯入、动力触探进行检验。卵石桩地基处理经检测符合有关规范及验收标准要求后, 经监理工程师批准方可转下一道工序。

6 振冲卵石桩施工过程中遇到的问题

6.1 局部出现“弹簧土”现象

出现“弹簧土”的原因:振冲施工时, 泥浆未及时排走, 沉淀下来。在铺设垫层时, 机械辗压时, 就凸显出来。“弹簧土”对地基的不均匀沉降影响极大, 再处理就极大地增加机械费用, 从而增加成本。处理方法, 在振冲施工时, 安排人力挖好排污沟。排污沟随时要安排人力疏导, 保持排污沟通常无阻。汇聚一处及时用污水泵抽到泥浆池或直接排走。如遇地基土层较厚时, 应在填料中加适量砂, 以利于泥浆的排除。

6.2 加固后的复合地基出现沉降不均匀

在地基加固中, 常会遇到同一基坑, 而地质情况却差异较大。若不及时采取有利措施, 就会出现沉降不均匀。处理方法, 有必要进行复勘, 加密勘测点, 缩小勘测点之间的距离, 有利于把握持力层的起伏变化, 来确定场地地质差异的分界线。针对软弱部分与设计的相关人员进行协商, 调整设计方案。例如, 缩短桩间距, 增大其置换率等, 以求达到整体沉降均匀。

7 结语

振冲法不仅适用砂土地基, 对粉土, 粉质粘土, 素填土等软弱地基也有很好的加密效果。而且振冲法是一种施工速度快, 操作简便, 质量容易控制, 经济适用的地基加固方法。无论是公路、桥梁和房屋等软弱地基都可采用振冲法处理, 来减少其沉降量, 提高期强度和抗震性。

参考文献

[1]王本炜, 赵亮的.浅谈振冲碎石桩地基加固中的管理与应用.