港口建设中振冲加固地基的应用分析

黄耀华

（广西百色西江投资发展有限公司广西百色　533000）

港口建设中振冲加固地基的应用分析

黄耀华

（广西百色西江投资发展有限公司广西百色533000）

本文以某个项目软土地基的加固实验。此次实验采用了三种不同型号的振冲器，分不同间距进行了单双点的振冲加固，通过对所得技术数据的分析，得到了一些有价值的技术参数，为指导后面的大面积施工提供了依据。只供参考。

工程地质；质量控制；振冲加固

1　引言

某港口需要建立一个集装箱码头以此解决当地货运量不断增加的问题。通过考察发现，该地区由于受到涨潮落潮的动力作用和山体入海处部分的力学作用，使得当地的工程地质较为复杂，地层无法均匀分布，水下地形也较为特别。因为之前的建造技术较为落后，当时采用了吹填工艺。针对现如今情况其原始表层的土大部分是淤泥以及粉细砂，这两种物质的强度较低，但时间具有较高的压缩性，该地区的中土层经勘探为淤泥粘土，其标贯击数约24击，在地层其由粘土、中粗砂以及混砂砾组成。该地区的土质不能够满足港口所需求的沉降要求，所以需要进行振冲法对地基进行加固。为了能够给加固措施提供良好可靠的参数，采取了建立2个实验区进行地基加固实验。1号实验区总面积为5万m2主要进行浅水方面，2号实验区种面积为10万m2主要进行深水方面。在2号试验区当中的具体步骤如图1所示。

图1　2号实验区地基加固布置

2　工程地质

2号首先从深水区中的吹填区进行实验，该地表的平均厚度为8m，地表覆盖着吹填砂，当吹填工作结束后，地下水位在3m左右，处于一个较低的水位当中。对于上部的地表几乎是沙土，其会在冲振前形成一层硬壳层，会对冲振的效果有着很大的影响。对于下部的吹填粉细砂而言，其呈现出一种饱和疏松的状态对于粉细砂和粉质粘土，其厚度在3～9m之间，经计算其平均厚度为5m，粉细砂的标准贯入击数为10击，粉质粘土的天平均贯入击数为4击，局部的地区有着3～5m厚度不均匀的淤泥以及淤泥质粉土夹层，其平均标准贯入击数大约为4击，最底部为硬质粘土，其标准贯入击数为13～18下，其分布也较为均匀。

3　施工准备及相关技术参数的确定

对于2号实验区而言，利用三种各不相同的振冲设备，根据不同的间距对其进行单双点并且不加入任何填料的振冲实验。对于一些含泥量比较高的地区便采用振冲器另外添加填料的振冲实验。

3.1施工工具

3.1.1振冲器

本次实验准备了三种型号的振冲器，在深区需要的振冲器型号分别为：ZCQ-75、ZCQ-100、ZCQ-125。在扩大区需要的振冲器型号为ZCQ-75。

3.1.2起重机械

本次实验采用的起重机械的起重量为30t的汽车吊，便能够满足此次工程的需求。

3.1.3其他机械

本次试验还需要水泵以及排污设备、加料设备和操作控制箱等工程必备的机械。其中最重要的事要求水泵压力必须跃500kPa，供水量应跃200L/min。

3.2施工技术参数

孔水压在上部2m处应为0.3MPa，孔水压在2m之下应为0.2MPa。上拔以及贯入的速度必须保持在2～3m/min。留振时间也有着具体的要求：对于底部而言留振时间为20s，每段留振时间为15s。每段需要提高的高度应为0.5m。密实电流应为70A。

3.3施工工艺流程

灌水。因为根据实际情况而言该地区的表面是干砂层，该表层需要在振动施工之前对其进行灌水工作，以此使得土体自然沉降，这样能够改善砂层，提高振冲的效果。通过利用吊车将起振冲器吊起，将起冲器对准桩位，要把握好距离使得误差不能超过振冲器的半径，然后将水泵开启，调节水压，最后开启振冲器。将振冲器下降至孔底，在此处留振20s左右，之后上提到孔口处，继续留振120s，然后进行反复的上下提落，高度大约为0.5m。在最后一次的提升过程中，需要向孔内填入砂石，以防形成孔洞。成桩结束后，关闭水泵以及振冲器，进行下一个跟桩。

3.4表层处理

利用振冲法对地基进行加固，加固的表层范围应该在0.5～ 1.0m之间，因为覆盖的压力比较小，在施工过程当中砂土的密实程度很难达到施工要求。所以在施工一个月后，需要对各个区域实施振动碾压，首先根据表层的填砂土的干燥程度进行判断是否达到最优含水量，如若没有达到需要加水至最佳含水量，之后进行1遍稳压后，再次进行4遍振动碾压，每次碾压的时间不能约4h，碾压过程能够有效地提高表层的承载能力。

4　施工质量控制

4.1水压的控制

在利用振冲法时高压水对整个工程有着非常明显的作用，它能够将淤泥的土质转化成软土，能够将砂土扩大成挤密区。通过2号实验区能够发现其表面为吹填沙，地下水相对较低，在其下部有着淤泥夹层，根据本地区的特点，可以在地质较硬的地区适当的加大水压。在施工过程当中，在冲振器正常工作之前需要尽量的使水压降低，防止形成空洞。但是水量需要充足，这样能够有效地防止塌孔。

4.2合理控制振密过程的电流

电流它是振冲施工过程当中较为重要的参数，根据该港口的地质特点，能够发现整个工程的电流变化并不是非常的明确，所以在施工过程当中需要时刻的注意电流的改变，当电流发生异变时应该立即停止施工，如若电流超过规定的上限，很容易造成设备的损坏。

4.3留振时间是通过缜密电流能否达到规定范围内来控制

当达到规定范围内，留振时间还可以进行一定的调节。因为留振时间太长，它会导致振冲器在孔中自行打转，所以需要将时间调整到合理的范围内。

4.4合理排污

振冲法虽然有着很多优点，但是其存在一个致命缺点就是排污。在施工结束后，表面层都会有着一层淤泥，所以在施工的现场需要对该方法产生的淤泥进行迅速清理，需要建立一定数量的排水沟。

5　注意事项

由于砂层含泥量高，振冲器的振冲力较大，振冲时容易形成泥浆护壁，砂层无法自动塌落，应配合人工和机械填砂，以免形成孔洞。施工时注意区分瞬时电流值和振密电流。瞬时电流有时候可以达到100耀120A，此时振冲器应该停止下沉，这时电流值会逐渐减小，可见瞬时值并不能反映填料的密实程度。在造孔制桩的过程中不能停水停电，若发生停水停电，应及时提出振冲器，以免埋在孔内或被反灌的泥浆水堵塞喷水管。当振冲间距比较小时，影响范围比较大，同时抱桩现象比较严重，振冲器无法上拔，严重影响施工的效率和设备的安全，可根据实际情况合理调整间距。

6　成果分析

6.1沉降观测

该项工程需要遵循以下施工顺序域1寅域3寅域4寅域2寅域5，因为域1区当中进行的吹填较早，它的沉降程度明显大于其他几个地区。在同一个范围内，利用相同功率的振冲器，双电振动沉降大于单点振动。当振冲间距一定时，采用的振冲器功率越大，其沉降效果越明显。其中部分的沉降数据如表1所示。

6.2现场测试

为了检验加固效果是否达到要求，需要对相应的力学指标进行测试，三月初通过进行静力触探和标准贯入试验，检测到深度为13m，在五月底进行重复测试。在静力触探实验当中，触探所受的阻力需要车辆的自重进行平衡，每5cm对数据进行一次收集。标贯实验需要沿着孔深1.5m处进行标准的贯入试验。通过检测得到深度为6m，经过检测能够了解到，采用不同功率的振冲器能都对桩芯以及桩间的土产生不同的效果，对于75kW的振冲器而言其承载能力在泥面4m左右有着明显的提高，对于100kW的振冲器在泥面10m左右有这明显的提高，对于125kW的振冲器在泥面10m左右有着明显的提高。100kW的振冲器以及125kW的振冲器对桩间土的承载力有着明显的作用。

表1　沉降观测

7　结语

此次实验主要是为下面的大面积施工提供技术参考。由于该地区的淤泥含量比较高，其桩周土的侧向约束力比较小，因此碎石桩无法约束成形。而实验数据表明，振动水冲密实加固效果良好，75kW的振冲器采用双点振冲对桩承载力的提升效果最为明显，振冲间距可取3.5m。

[1]龚小南.复合地基设计和施工指南[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]曾国熙，卢肇钧，等.地基处理手册[M].北京：中国工业出版社，2011.

U655.54

A

1673-0038（2015）49-0288-02

2015-11-8

黄耀华（1989-），女，助理工程师，本科，主要从事工程管理工作。