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1、无填料振冲在大面积地基处理中的应用与施工管理摘要：本文基于无填料振冲法加固机理，结合曹妃甸煤码头堆场二期工程吹填粉细砂的地基 处理工程实践，对无填料振冲法加固饱和吹填粉细砂地基的适宜性及加固效果进行了现场实 验研究，对振冲法施工时的留振时间、振冲点间距等问题进行了分析，结果表明无填料振冲 法加固饱和吹填粉细砂地基效果良好，为类似地基处理提供了参考依据。关键词：无填料振冲大面积地基处理施工管理THE APPLICATION AND THE RESEARCH OFVIBROSHOCK WITHOUT THE PADDING FLUSHES INTHE BIG AREA GROUND TREATME
2、NTABSTRACT： This article based on inspires without the padding flushes the law reinforcement mechanism, unifies the Caofeidian coal wharf dump site second phase to blow fills in the powder granulated sugar the ground treatment project practice, to inspired without the padding flushes the law reinfor
3、cement to blow saturated fills in the powder granulated sugar ground the suitability and the reinforcement effect has conducted the scene experimental study, to inspired flushes time the law construction to remain inspires the time, to inspire flushes questions and so on spacing to carry on the anal
4、ysis, finally indicated that inspired without the padding flushes the law reinforcement to blow saturated fills in the powder granulated sugar ground effect to be good, has provided the reference for the similar ground treatment.KEY WORDS: VIBROSHOCK WITHOUT THE PADDING FLUSHES THE BIG AREA GROUND T
5、REATMENT CONSTRUCTION MANAGEMENT1引言：振动水冲法加固砂土类地基，形成和始于1937年的德国，70年代中 期进入我国。该法简称振冲法，它是利用振冲器的强烈振动和压力水 冲贯入到土层深度，使松砂地基加密，或在软土层中填入碎石等无凝 聚性粗粒料，形成强度大于周围土的桩柱并和原地基土组成复合地 基，以提高地基整体强度的加固技术。具有工艺简单、经济实用、效 果显著等优点，因而在世界各地得到了广泛应用。目前，振冲法加固砂土类地基主要有无填料加固和填料加固两种方法。对于无填料加 固，一般认为仅适用于处理粘粒含量小于10%的中粗砂等粗颗粒土； 对于粉细砂地基，相关规范中明确规
6、定不宜采用或不能采用。而对于 加填料的振冲法虽然在工程当中较普遍采用，但由于需填料量大，工 程质量不易控制和检验，且能否有效解决场地的不均匀沉降问题目前 还存在较大争议。鉴于无填料振冲法可以有效的解决上述问题，且具 有施工简便、工期短、造价低等优点。因此，研究和总结无填料振冲 法对于粉细砂地基加固的适宜性和有关工艺参数就具有十分重要的 理论和现实意义。2无填料振冲加固机理砂类土振冲加密，简单地说就是利用松砂在振动荷载作用下，颗 粒重新排列，体积缩小，变成密砂的特性。在动荷载作用下砂土抗剪强度为：T =（。 |J）tg 0式中。砂土所受的正应力 J 砂土所在位置的超静孔隙水压力0砂土的内摩擦角当
7、振冲器在加固砂土时， J不断增长，侧J趋近。，此时导 致砂土抗剪强度为零。砂土结构遭到破坏，出现砂土液化现象。砂土 液化以后，在上负荷重力和振动作用下，砂土颗粒又重新排列，使砂 土孔隙比减少，相对密度增加，承载力提高。振冲过程使砂基受到以下3种加密作用。a. 振挤作用是振冲器的水平振动力通过土的骨架传递将周围土 挤压密实。b. 振浮作用是通过振冲器振动使周围土体内超孔隙水压力升 高，促进土粒间结构力破坏再形成稳定的结构形式。c. 固结作用是在砂土上覆有效应力作用下，超孔隙水压力消散 时产生排水固结压密。3工程概况及施工工艺3.1工程概况唐山港曹妃甸港区煤码头（二期）工程堆场位于唐山港曹妃甸港
8、区一港池的西岸线，煤码头起步工程的北侧。堆场由海砂吹填造地形 成，局部区域含厚度不均的粉质粘土层，且场地砂土层普遍存在液化。 施工现场场地标高约55.5m，地基处理深度从现有地面至底标高 -15m。检测结合强夯施工进行，强夯结束后间隔14天以上进行检测， 施工目标:消除地基处理深度范围内土层的液化问题；轨道梁区表层 复合地基承载力不低于200kPa,堆场区表层复合地基承载力不低于 150kPa。3.2主要设备50t履带吊、250kW发电机、75KW振冲器及操作平台、 IS80-50-250型离心式水泵。50t履带吊、75KW振冲器、250kW发电机IS80-50-250型离心式水泵及操作平台3
9、.3 施工工艺3.3.1概述采用75KW振冲器对场地进行无填料振冲处理，双点共振的 振冲方式，等边三角形布置，堆场砂区：振点间距2.5m，轨道区 振点间距2.2m，堆场夹泥区振点间距2.2m，处理深度范围地表 至标高T5m处。3.3.2工艺流程3.3.3施工方法A. 施工准备a、采用推土机进行场地整平，并由测量测绘出整平地面标高，确定振冲深度;b、按要求准备相应功率及型号的振冲器和配套机具、设备；c、清理场地，接通电源、水源；d、施工前应对振冲施工机具进行试运行。B. 测量放点用GPS将振冲边界点放出，并用长竹竿系彩色丝带标记。分 区进行振冲，振冲宽度最大为42.7米，所以只在长度方向的边 界
10、线每50米施放一个桩位点，由施工队伍采用50米钢卷尺施放 每个桩位点，并用短竹竿标记。C. 施工试桩为了能够满足设计和规范要求，根据现场的实际条件，选定合理 的施工工艺参数，首先在堆场区进行了振冲实验施工。（1）振冲点布置、点距排距根据设计振冲范围及密布效果的要求，振冲点按等边三角形布置 成梅花形，振冲点间距分别为2.2m、2.5m。（2）留振时间对准桩位后，将振冲器迅速贯入砂层，直达设计深度，下振速度 约4m/min。振冲器抵达设计深度后停止进尺，留振约60s，然后上提 50 cm继续留振10s，周而复始，直至振冲器提出孔口为止。经过试验，三种间距的点位布置振冲处理后，经标贯检测均满足 设计
11、要求，而2.2m的布孔方式工效较优，综合考虑后，决定堆 场砂区：振点间距2.5m，轨道区振点间距2.2m，堆场夹泥区振 点间距2.2m，处理深度范围地表至标高-15m处。D. 振冲施工振冲施工的参数：a、采用75KW振冲器，采用双点共振法施工；b、振冲间距：砂区轨道梁区2.2m，堆场区2.5m；夹泥区间距2.2m；c、振冲点布置：等边三角形；d、下沉和上提速度：4m/min；e、水压：上部2m成孔时为0.3MPa，2m以下水压为0.2MPa；f、提升间距：每段提升高度0.5m；g、成桩：a) .慢速振冲下沉至桩底，留振60秒；b) .慢速振冲上拔至孔口处，留振120秒；c) .慢速振冲下沉至桩
12、底以上0.5m处，留振30秒；d) .慢速振冲上拔0.5米，留振10秒；e) .依此类推，每段上拔0.5米，每段留振10秒；f) .直至孔口处，再留振60秒；g) .再次振冲至桩底以上1.0米，留振20秒；h) .慢速振冲上拔0.5米，留振10秒；i) .以此类推至孔口，每段上拔0.5米，留振10秒；j) .成桩结束，关闭水泵及振冲器，移至下一根桩；k) .桩位偏差200mm，孔深偏差小于200mm。E. 供电设计用1台250kW发电机专门给振冲器、水泵、照明系统供电，该台 发电机在100m范围内输送电力。F. 供水设计水源供应因地制宜，采用YQ25型潜水泵置于取近海海域，并在 堆场布置好取排
13、水沟，从取水沟抽取海水到现场水箱，供 IS80-50-250型离心式水泵抽吸作振冲之用。振冲完场地时排污 水，将污水用泥浆水泵抽到排污沟，污水经过沉淀后流回取水沟， 这样就形成了循环用水，既降低了成本，也使场地的水时排水， 避免了振场后场地的二次液化。G. 最佳振冲操作程序 移机使振冲器对准振点； 启动水泵开始射水； 启动振冲器，以大约每分钟小于4m的下沉速度贯入砂层，直 达设计处理深度； 按照上述振冲留振时间进行振冲施工。 一点振冲完毕，关机停水，移动振冲器对准新点； 重复以上程序，周而复始。H. 检测验收a、检测在振冲施工结束后14天之后进行。b、对地基处理区域采用标准贯入法进行检验，检验
14、密度轨道梁区域可取2000平方米一个测点，堆场区可取3000平方米个点，具体可根据地基均匀程度适当调整，检验点应具有代表性，并选在振冲点围成的区域形心处及振冲点的中心处。c、检测点高程范围为3m-15.0m（高程采用当地理论最低潮面为基准）;d、标准贯入实验间距为1m （在柱状图中给出N值的详细标 高）；e、要求消除处理深度范围内土层的液化问题，并对复合地基 承载力进行估算。标准贯入检测图3.4技术控制要点及质量控制标准施工过程中质量控制要素主要有：桩位偏差、施工深度、留振时 间的控制。3.4.1桩位偏差控制造孔过程中发生孔位偏移原因及纠正方法如下。(1) 由于土质不均匀，造孔时易向土质软的一
15、侧偏移。纠正方法 可使振冲器向硬土一侧对桩位并开始造孔，偏移量多少在现场施工中 确定；(2) 振冲器导管上端横拉杆拉绳拉力方向或松紧程度不合适造成 振冲器偏移。纠正方法调整拉绳方向和松紧度：(3) 当制桩结束发现桩位偏移超过规范或设计要求时，应找准桩 位重新造孔至偏移处，加密成桩。3.4.2孔深控制(1) 在振冲器和导管安装完后，应用钢尺丈量并在振冲器和导管 标出长度标记，一般0.5m为一段，使操作人员据此控制振冲器入土 深度；(2) 应了解地面高程变化情况，依据地面高程确定应造孔的深度；(3) 施工中当地面出现下沉或淤积抬高时，振冲器入土深度也要 做相应的调整，以确保成桩长度。3.4.3留振时间控制留振时间控制时应注意下列事项： 为保证留振时间准确性，在振动条件下设定留振时间可能发生 变化，应及时检查； 施工中应确保留振时间； 应定期检查电气设备，不合格，老化，失灵的原器件应及时更 换。3.5劳动组织及施工质量管理3.5.1劳动组织机组：为保证完成上述最佳操作程序，每个机组配三个班组， 一个班组配备5个人员班长1人，负责统一指挥；司机1人， 负责操作履带吊机；振冲器操作工1人，负责启闭振冲器兼做 施工记录；其他2人，
