港口建設(shè)中振沖加固地基的應(yīng)用分析

黃耀華

（廣西百色西江投資發(fā)展有限公司廣西百色　533000）

港口建設(shè)中振沖加固地基的應(yīng)用分析

黃耀華

（廣西百色西江投資發(fā)展有限公司廣西百色533000）

本文以某個項(xiàng)目軟土地基的加固實(shí)驗(yàn)。此次實(shí)驗(yàn)采用了三種不同型號的振沖器，分不同間距進(jìn)行了單雙點(diǎn)的振沖加固，通過對所得技術(shù)數(shù)據(jù)的分析，得到了一些有價值的技術(shù)參數(shù)，為指導(dǎo)后面的大面積施工提供了依據(jù)。只供參考。

工程地質(zhì)；質(zhì)量控制；振沖加固

1　引言

某港口需要建立一個集裝箱碼頭以此解決當(dāng)?shù)刎涍\(yùn)量不斷增加的問題。通過考察發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)由于受到漲潮落潮的動力作用和山體入海處部分的力學(xué)作用，使得當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)較為復(fù)雜，地層無法均勻分布，水下地形也較為特別。因?yàn)橹暗慕ㄔ旒夹g(shù)較為落后，當(dāng)時采用了吹填工藝。針對現(xiàn)如今情況其原始表層的土大部分是淤泥以及粉細(xì)砂，這兩種物質(zhì)的強(qiáng)度較低，但時間具有較高的壓縮性，該地區(qū)的中土層經(jīng)勘探為淤泥粘土，其標(biāo)貫擊數(shù)約24擊，在地層其由粘土、中粗砂以及混砂礫組成。該地區(qū)的土質(zhì)不能夠滿足港口所需求的沉降要求，所以需要進(jìn)行振沖法對地基進(jìn)行加固。為了能夠給加固措施提供良好可靠的參數(shù)，采取了建立2個實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)行地基加固實(shí)驗(yàn)。1號實(shí)驗(yàn)區(qū)總面積為5萬m2主要進(jìn)行淺水方面，2號實(shí)驗(yàn)區(qū)種面積為10萬m2主要進(jìn)行深水方面。在2號試驗(yàn)區(qū)當(dāng)中的具體步驟如圖1所示。

圖1　2號實(shí)驗(yàn)區(qū)地基加固布置

2　工程地質(zhì)

2號首先從深水區(qū)中的吹填區(qū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該地表的平均厚度為8m，地表覆蓋著吹填砂，當(dāng)吹填工作結(jié)束后，地下水位在3m左右，處于一個較低的水位當(dāng)中。對于上部的地表幾乎是沙土，其會在沖振前形成一層硬殼層，會對沖振的效果有著很大的影響。對于下部的吹填粉細(xì)砂而言，其呈現(xiàn)出一種飽和疏松的狀態(tài)對于粉細(xì)砂和粉質(zhì)粘土，其厚度在3～9m之間，經(jīng)計算其平均厚度為5m，粉細(xì)砂的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)為10擊，粉質(zhì)粘土的天平均貫入擊數(shù)為4擊，局部的地區(qū)有著3～5m厚度不均勻的淤泥以及淤泥質(zhì)粉土夾層，其平均標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)大約為4擊，最底部為硬質(zhì)粘土，其標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)為13～18下，其分布也較為均勻。

3　施工準(zhǔn)備及相關(guān)技術(shù)參數(shù)的確定

對于2號實(shí)驗(yàn)區(qū)而言，利用三種各不相同的振沖設(shè)備，根據(jù)不同的間距對其進(jìn)行單雙點(diǎn)并且不加入任何填料的振沖實(shí)驗(yàn)。對于一些含泥量比較高的地區(qū)便采用振沖器另外添加填料的振沖實(shí)驗(yàn)。

3.1施工工具

3.1.1振沖器

本次實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備了三種型號的振沖器，在深區(qū)需要的振沖器型號分別為：ZCQ-75、ZCQ-100、ZCQ-125。在擴(kuò)大區(qū)需要的振沖器型號為ZCQ-75。

3.1.2起重機(jī)械

本次實(shí)驗(yàn)采用的起重機(jī)械的起重量為30t的汽車吊，便能夠滿足此次工程的需求。

3.1.3其他機(jī)械

本次試驗(yàn)還需要水泵以及排污設(shè)備、加料設(shè)備和操作控制箱等工程必備的機(jī)械。其中最重要的事要求水泵壓力必須躍500kPa，供水量應(yīng)躍200L/min。

3.2施工技術(shù)參數(shù)

孔水壓在上部2m處應(yīng)為0.3MPa，孔水壓在2m之下應(yīng)為0.2MPa。上拔以及貫入的速度必須保持在2～3m/min。留振時間也有著具體的要求：對于底部而言留振時間為20s，每段留振時間為15s。每段需要提高的高度應(yīng)為0.5m。密實(shí)電流應(yīng)為70A。

3.3施工工藝流程

灌水。因?yàn)楦鶕?jù)實(shí)際情況而言該地區(qū)的表面是干砂層，該表層需要在振動施工之前對其進(jìn)行灌水工作，以此使得土體自然沉降，這樣能夠改善砂層，提高振沖的效果。通過利用吊車將起振沖器吊起，將起沖器對準(zhǔn)樁位，要把握好距離使得誤差不能超過振沖器的半徑，然后將水泵開啟，調(diào)節(jié)水壓，最后開啟振沖器。將振沖器下降至孔底，在此處留振20s左右，之后上提到孔口處，繼續(xù)留振120s，然后進(jìn)行反復(fù)的上下提落，高度大約為0.5m。在最后一次的提升過程中，需要向孔內(nèi)填入砂石，以防形成孔洞。成樁結(jié)束后，關(guān)閉水泵以及振沖器，進(jìn)行下一個跟樁。

3.4表層處理

利用振沖法對地基進(jìn)行加固，加固的表層范圍應(yīng)該在0.5～ 1.0m之間，因?yàn)楦采w的壓力比較小，在施工過程當(dāng)中砂土的密實(shí)程度很難達(dá)到施工要求。所以在施工一個月后，需要對各個區(qū)域?qū)嵤┱駝幽雺?，首先根?jù)表層的填砂土的干燥程度進(jìn)行判斷是否達(dá)到最優(yōu)含水量，如若沒有達(dá)到需要加水至最佳含水量，之后進(jìn)行1遍穩(wěn)壓后，再次進(jìn)行4遍振動碾壓，每次碾壓的時間不能約4h，碾壓過程能夠有效地提高表層的承載能力。

4　施工質(zhì)量控制

4.1水壓的控制

在利用振沖法時高壓水對整個工程有著非常明顯的作用，它能夠?qū)⒂倌嗟耐临|(zhì)轉(zhuǎn)化成軟土，能夠?qū)⑸巴翑U(kuò)大成擠密區(qū)。通過2號實(shí)驗(yàn)區(qū)能夠發(fā)現(xiàn)其表面為吹填沙，地下水相對較低，在其下部有著淤泥夾層，根據(jù)本地區(qū)的特點(diǎn)，可以在地質(zhì)較硬的地區(qū)適當(dāng)?shù)募哟笏畨骸Ｔ谑┕み^程當(dāng)中，在沖振器正常工作之前需要盡量的使水壓降低，防止形成空洞。但是水量需要充足，這樣能夠有效地防止塌孔。

4.2合理控制振密過程的電流

電流它是振沖施工過程當(dāng)中較為重要的參數(shù)，根據(jù)該港口的地質(zhì)特點(diǎn)，能夠發(fā)現(xiàn)整個工程的電流變化并不是非常的明確，所以在施工過程當(dāng)中需要時刻的注意電流的改變，當(dāng)電流發(fā)生異變時應(yīng)該立即停止施工，如若電流超過規(guī)定的上限，很容易造成設(shè)備的損壞。

4.3留振時間是通過縝密電流能否達(dá)到規(guī)定范圍內(nèi)來控制

當(dāng)達(dá)到規(guī)定范圍內(nèi)，留振時間還可以進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)。因?yàn)榱粽駮r間太長，它會導(dǎo)致振沖器在孔中自行打轉(zhuǎn)，所以需要將時間調(diào)整到合理的范圍內(nèi)。

4.4合理排污

振沖法雖然有著很多優(yōu)點(diǎn)，但是其存在一個致命缺點(diǎn)就是排污。在施工結(jié)束后，表面層都會有著一層淤泥，所以在施工的現(xiàn)場需要對該方法產(chǎn)生的淤泥進(jìn)行迅速清理，需要建立一定數(shù)量的排水溝。

5　注意事項(xiàng)

由于砂層含泥量高，振沖器的振沖力較大，振沖時容易形成泥漿護(hù)壁，砂層無法自動塌落，應(yīng)配合人工和機(jī)械填砂，以免形成孔洞。施工時注意區(qū)分瞬時電流值和振密電流。瞬時電流有時候可以達(dá)到100耀120A，此時振沖器應(yīng)該停止下沉，這時電流值會逐漸減小，可見瞬時值并不能反映填料的密實(shí)程度。在造孔制樁的過程中不能停水停電，若發(fā)生停水停電，應(yīng)及時提出振沖器，以免埋在孔內(nèi)或被反灌的泥漿水堵塞噴水管。當(dāng)振沖間距比較小時，影響范圍比較大，同時抱樁現(xiàn)象比較嚴(yán)重，振沖器無法上拔，嚴(yán)重影響施工的效率和設(shè)備的安全，可根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整間距。

6　成果分析

6.1沉降觀測

該項(xiàng)工程需要遵循以下施工順序域1寅域3寅域4寅域2寅域5，因?yàn)橛?區(qū)當(dāng)中進(jìn)行的吹填較早，它的沉降程度明顯大于其他幾個地區(qū)。在同一個范圍內(nèi)，利用相同功率的振沖器，雙電振動沉降大于單點(diǎn)振動。當(dāng)振沖間距一定時，采用的振沖器功率越大，其沉降效果越明顯。其中部分的沉降數(shù)據(jù)如表1所示。

6.2現(xiàn)場測試

為了檢驗(yàn)加固效果是否達(dá)到要求，需要對相應(yīng)的力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行測試，三月初通過進(jìn)行靜力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，檢測到深度為13m，在五月底進(jìn)行重復(fù)測試。在靜力觸探實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，觸探所受的阻力需要車輛的自重進(jìn)行平衡，每5cm對數(shù)據(jù)進(jìn)行一次收集。標(biāo)貫實(shí)驗(yàn)需要沿著孔深1.5m處進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的貫入試驗(yàn)。通過檢測得到深度為6m，經(jīng)過檢測能夠了解到，采用不同功率的振沖器能都對樁芯以及樁間的土產(chǎn)生不同的效果，對于75kW的振沖器而言其承載能力在泥面4m左右有著明顯的提高，對于100kW的振沖器在泥面10m左右有這明顯的提高，對于125kW的振沖器在泥面10m左右有著明顯的提高。100kW的振沖器以及125kW的振沖器對樁間土的承載力有著明顯的作用。

表1　沉降觀測

7　結(jié)語

此次實(shí)驗(yàn)主要是為下面的大面積施工提供技術(shù)參考。由于該地區(qū)的淤泥含量比較高，其樁周土的側(cè)向約束力比較小，因此碎石樁無法約束成形。而實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，振動水沖密實(shí)加固效果良好，75kW的振沖器采用雙點(diǎn)振沖對樁承載力的提升效果最為明顯，振沖間距可取3.5m。

[1]龔小南.復(fù)合地基設(shè)計和施工指南[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]曾國熙，盧肇鈞，等.地基處理手冊[M].北京：中國工業(yè)出版社，2011.

U655.54

A

1673-0038（2015）49-0288-02

2015-11-8

黃耀華（1989-），女，助理工程師，本科，主要從事工程管理工作。