淺談無填料振沖施工工藝在地基處理中的應(yīng)用

王波

摘 要：濰坊港中港區(qū)東作業(yè)區(qū)泊位后方為吹填土形成，地層為沖填土、粉砂，地基承載力較低，液化等級為中等，采用無填料振沖施工工藝，提高地基承載力，探討地基處理過程質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：吹填區(qū)；振沖施工；質(zhì)量控制

1 引言

無填料振沖是利用振沖器的強(qiáng)烈振動和壓力水沖貫入到土層深度，使松砂地基加密，形成強(qiáng)度大于周圍土的樁柱并和原地基土組成復(fù)合地基，以提高地基整體強(qiáng)度的加固技術(shù)。具有工藝簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。

2 工程概況

濰坊港中港區(qū)東作業(yè)區(qū)泊位后方堆場地基處理，采用無填料振沖法處理地基，地基處理面積約為34.57萬m2。為保證碼頭建筑結(jié)構(gòu)安全，無填料振沖處理區(qū)應(yīng)從距離碼頭前沿線25.0m起，至碼頭前沿線后方500.0m范圍內(nèi)。碼頭前沿線后方25.0m～40.0m范圍內(nèi)振沖深度應(yīng)按實(shí)際情況確定，避免破壞拋石棱體倒濾層。

3 地基處理設(shè)計(jì)和施工工藝

3.1 本工程地基處理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

（1）提高地基承載力：碼頭前沿區(qū)地基承載力特征值≥150kPa，堆場地基承載力特征值≥130kPa；

（2）沉降要求：交工后15年沉降量≤50cm；

（3）壓實(shí)度≥93%；

（4）地基處理深度：處理深度10.0m，且達(dá)到原海底面以下1.0m。

3.2 振沖施工工藝

3.2.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→定標(biāo)放線→振沖機(jī)定位→振動設(shè)備檢查完好性→下放振沖器至砂面標(biāo)高→啟動水泵→啟動振沖器→振動沖孔→勻速下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高→留振、分段提升、留振、勻速提升至孔口留振→第一次成孔→依次重復(fù)三次后移至下一孔位→重復(fù)振沖→效果檢測→驗(yàn)收。

3.2.2 振沖點(diǎn)布置、點(diǎn)距排距

根據(jù)設(shè)計(jì)振沖范圍及密布效果的要求，振沖點(diǎn)按等邊三角形布置成梅花形，振沖點(diǎn)間距重箱堆場區(qū)和碼頭前沿區(qū)為2.4m，其他區(qū)域?yàn)?.6m。

3.2.3 振沖深度

根據(jù)地基處理深度：處理深度10.0m，且達(dá)到原海底面以下1.0m的設(shè)計(jì)要求。確定碼頭前沿線及各個場區(qū)的海底面標(biāo)高，結(jié)合吹填高度，確定振沖深度。

3.2.4 留振時間

采用3次成孔成形法，對準(zhǔn)樁位后，將振沖器勻速貫入砂層，直達(dá)設(shè)計(jì)深度，振沖器抵達(dá)設(shè)計(jì)深度后停止進(jìn)尺，留振約30s，然后每提升50 cm繼續(xù)留振8s～10s，孔口留振時間為30s。周而復(fù)始，直至振沖器提出孔口為止。

3.3 施工方法

根據(jù)本項(xiàng)目吹填土層特點(diǎn)，為保證地基處理效果，單個振沖器功率為75KW，振沖孔間距為2.6m（2.4 m），正三角形布置，孔深不小于10m且達(dá)到原海底面以下1.0m，采用3次成孔成形法（三次下沉，三次提升），三次振沖法施工要求如下。

3.3.1 采用起重機(jī)等設(shè)備升降振沖器

3.3.2 振沖施工按下述步驟進(jìn)行

（1）準(zhǔn)備：場區(qū)大面積擾動、排水，清理平整場地，布置樁位；（2）就位：移動起重機(jī)，使振沖器對準(zhǔn)樁位；（3）成孔：啟動水泵和振沖器，水壓控制在0.2MPa～0.6MPa，水量控制在200L/min～400L/min，振沖貫入速度為：1m/min～2m/min，上拔速度為3m/min～5m/min；（4）提升：達(dá)到設(shè)計(jì)深度后留振30s后提升振沖器；（5）振密實(shí)：勻速下沉至地面以下10.0m，留振30秒，勻速上拔，每間隔0.5m留振8～10秒直至地面，孔口處留振30秒。

重復(fù)上述（3）、（4）、（5）步驟兩遍，完成后移至下一組樁施工。

3.3.3 排水、推土機(jī)碾壓

無填料振沖結(jié)束后，用挖機(jī)在地基處理區(qū)四周進(jìn)行明溝的開挖，然后用推土機(jī)進(jìn)行擾動碾壓，加快土體的固結(jié)。

3.3.4 振動碾壓：振動壓路機(jī)碾壓6～8遍。

3.3.5 組織承包商對振沖前后場地標(biāo)高進(jìn)行測量，并做好詳細(xì)記錄，對工前后標(biāo)高對比，計(jì)算出區(qū)域平均沉降量。

4 振沖施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

施工過程質(zhì)量控制要素主要有：樁位偏差、施工深度、留振時間的控制。

4.1 樁位偏差控制

（1）由于土質(zhì)不均勻，造孔時易向土質(zhì)軟的一側(cè)偏移。糾正方法可使振沖器向硬土一側(cè)對樁位并開始造孔，偏移量多少在現(xiàn)場施工中確定；（2）振沖器導(dǎo)管上端橫拉桿拉繩拉力方向或松緊程度不合適造成振沖器偏移。糾正方法調(diào)整拉繩方向和松緊度；（3）當(dāng)制樁結(jié)束發(fā)現(xiàn)樁位偏移超過規(guī)范或設(shè)計(jì)要求時，應(yīng)找準(zhǔn)樁位重新造孔至偏移處，加密成樁。

4.2 孔深控制

（1）在振沖器和導(dǎo)管安裝完后，應(yīng)用鋼尺丈量并在振沖器和導(dǎo)管標(biāo)出長度標(biāo)記，一般0.5m為一段，使操作人員據(jù)此控制振沖器入土深度；（2）應(yīng)了解地面高程變化情況，依據(jù)地面高程確定應(yīng)造孔的深度；（3）施工中當(dāng)?shù)孛娉霈F(xiàn)下沉或淤積抬高時，振沖器入土深度也要做相應(yīng)的調(diào)整，以確保成樁長度。

4.3 留振時間控制

（1）為保證留振時間準(zhǔn)確性，在振動條件下設(shè)定留振時間可能發(fā)生變化，應(yīng)及時檢查；（2）施工中應(yīng)確保留振時間；（3）應(yīng)定期檢查電氣設(shè)備，不合格，老化，失靈的原器件應(yīng)及時更換。

5 檢測要求

施工過程中應(yīng)對場地地面高程變化和深層水平位移進(jìn)行監(jiān)測，必要時應(yīng)對地下水位進(jìn)行監(jiān)測。

（1）地基處理施工后間隔14天以上進(jìn)行檢測；（2）地基處理效果普查采用標(biāo)貫試驗(yàn)進(jìn)行，測點(diǎn)密度為每3000平方米一個測點(diǎn)；（3）檢測振沖深度是否滿足施工圖振沖處理深度要求；（4）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)間距為1.0m（在柱狀圖中給出N值得詳細(xì)標(biāo)高）；（5）標(biāo)貫試驗(yàn)薄弱區(qū)每個區(qū)做不少于3處荷載板試驗(yàn)，荷載板面積1.5m×1.5m；（6）地基處理后地基承載力特征值應(yīng)滿足地基處理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，消除處理深度范圍內(nèi)土層的液化問題。

地基處理后靜載荷試驗(yàn)檢測地基承載力

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）附錄A“處理后地基靜載荷試驗(yàn)要點(diǎn)”的規(guī)定，通過分析各試點(diǎn)的p-s曲線特征，確定該3個試點(diǎn)（振沖點(diǎn)間距2.6m，標(biāo)貫試驗(yàn)薄弱區(qū)）的處理后的地基承載力特征值均為135kPa，滿足130kPa的設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)束語

無填料地基振沖處理后，根據(jù)標(biāo)貫檢測報(bào)告發(fā)現(xiàn)某些部位擊數(shù)低于設(shè)計(jì)要求，這可能是留振時間未達(dá)到設(shè)計(jì)時間或該部位地質(zhì)狀況相對較差所致，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制施工參數(shù)，在薄弱區(qū)增加留振時間，盡量避免返工或補(bǔ)振。荷載板試驗(yàn)檢測地基承載力比標(biāo)貫檢測值偏高，數(shù)值具有代表性，在無填料振沖處理后增加普夯施工工藝，會大大提高地基承載力。無填料地基振沖施工工藝在粉砂土地基處理效果明顯，具有工期短、造價低等優(yōu)點(diǎn)，是一種可推廣應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)型地基處理方法。