振沖法在地基加固中的應(yīng)用

蘇春鳳

摘 要：該文通過工程實(shí)例闡述了振沖法的加固原理，并對其施工工藝作了簡要介紹。

關(guān)鍵詞：振沖法 地基 加固 施工工藝

中圖分類號：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0120-01

1 工程概況

魯房集團(tuán)青島公司B號宿舍樓位于閩江路與南京路交匯處北側(cè)，該建筑物高七層，磚混結(jié)構(gòu)，條形基礎(chǔ)。場區(qū)地形較為平坦，地面標(biāo)高8.57～10.29 m，為洪沖積平原地貌，地下水埋深僅為0.9～1.5 m，凍土深度0.50 m，地震基本烈度6°。

場區(qū)巖土層自上而下分為八層：第一層雜填土，較均勻，穩(wěn)定，稍濕，松散，厚度較小，強(qiáng)度不均，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為80 kPa；第二層粗礫砂，濕，松散～稍密，以粗、礫砂為主，分選性較差，厚0～1.6 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為60 kPa；第三層含有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土～淤泥，軟塑～流塑，很濕～飽和，稍密，以含有機(jī)質(zhì)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，厚0～4.90 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為90 kPa；第四層粘土，可塑，濕，中密，含中砂顆粒，見有水孔，厚0～6.0 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為240 kPa；第五層粉質(zhì)粘土，可塑，濕，中密，含中粗砂顆粒，厚0～2.90 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為200 kPa；第六層含粘性土粗礫砂，以長石、石英質(zhì)粗礫砂為主，顆粒分選一般，厚0～2.70 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為240 kPa；第七層強(qiáng)風(fēng)化煌斑巖及強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為800～1000 kPa；第八層中風(fēng)化煌斑巖及中風(fēng)化花崗巖，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為2500～3000 kPa。

該地基上部土層天然承載力較低，必須經(jīng)人工加固處理后方可滿足工程要求。根據(jù)技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理，減少工期的原則，確定采用振沖法加固地基。設(shè)計(jì)樁位采用三角形布置，行距1.28 m，排距0.65 m，共布樁307根，樁徑Ф800 mm，單樁長7.8 m。

2 加固原理

振沖法是一種深層地基處理加固的方法，利用高頻振動和高壓水沖將振沖器貫入土層深處，使填入土層中碎石等無凝聚性粗粒料振密，形成密實(shí)的樁柱，與原地基土組成復(fù)合地基，提高地基強(qiáng)度。振沖法現(xiàn)已廣泛用于工民建、水利、交通等松軟地基的加固處理，適用于砂性土和粘性土。

振沖法在砂性土中使用時(shí)，加固原理是振動加密。振沖器在飽和砂土中作高頻振蕩，砂土在強(qiáng)烈振動下發(fā)生液化，導(dǎo)致顆粒重新排列，并組成相對緊密和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而使加密后的砂土強(qiáng)度明顯提高。

振沖法在粘性土中使用時(shí)，加固原理是振動換土和加快粘性土地基的固結(jié)。由于振動無法使粘性土液化，因此振沖法對粘性土加密效果微弱，它是使地基部分換土，形成緊密的碎石樁柱，而碎石樁的變形模量遠(yuǎn)大于粘性土的變形模量，隨著地基變形的增加，附加應(yīng)力有集中到碎石樁上去的趨勢，從而通過應(yīng)力集中現(xiàn)象提高復(fù)合地基承載力。

碎石樁因強(qiáng)度高，在基礎(chǔ)中起著一種墊層作用，對基礎(chǔ)施加的應(yīng)力不僅自上向下傳遞，同時(shí)也通過樁體側(cè)向變形傳給周圍土體，土體側(cè)向應(yīng)力的增加又限制了樁的變形，二者作用組成剛度較大的整體墊層，使基礎(chǔ)荷載引起的附加應(yīng)力向四周擴(kuò)散，從而達(dá)到加固目的。

3 施工工藝

3.1 填料方式

在地基內(nèi)成孔后，接著要往孔內(nèi)加填料，即把振沖器提出孔口，往孔內(nèi)到入約1 m高的填料，然后下降振沖器，使填料振實(shí)，每次加料都這樣。

3.2 樁的施工順序

樁的施工順序采用“一邊推向另一邊”的方式，即排打法，這樣有利于擠走部分軟土，砂層擠密效果好。

操作步驟

（1）將振沖器對準(zhǔn)樁位，開機(jī)通電。檢查水壓、電壓和振沖器的空載電流值是否正常。

（2）啟動振沖器開關(guān)，使土體產(chǎn)生液化。振沖器以0.5～1 m/min的速度徐徐下沉，水壓為4～6 kg/cm2。在開孔過程中，記錄振沖器經(jīng)各深度的電流值和時(shí)間，然后校對樁位。

（3）待振沖器達(dá)到設(shè)計(jì)加固深度時(shí)，留振10～15 s，以利于擴(kuò)孔及清孔，然后開始以下沉的速度慢慢提出振沖器，直至孔口。

（4）重復(fù)步驟2～3一次，最后將振沖器停留在設(shè)計(jì)加固深度以上30～50 cm處，借循環(huán)水使孔內(nèi)泥漿變稀進(jìn)行清孔。清孔時(shí)間1～2 min，然后將振沖器提出孔口，準(zhǔn)備加填料。

（5）往孔內(nèi)倒0.5～0.8 m3填料。將振沖器沉至填料中進(jìn)行振實(shí)，振實(shí)用電流控制，一般密實(shí)電流為50～55 A，則認(rèn)為樁已密實(shí)。如果電流達(dá)不到規(guī)定值，則提起振沖器繼續(xù)往孔內(nèi)倒一批填料，然后，再下降振沖器繼續(xù)進(jìn)行振密，如此反復(fù)操作，直至該深度的電流達(dá)到規(guī)定值為止。每倒一批填料進(jìn)行振實(shí)，都必須記錄深度、填料量、振密時(shí)間和電流量。將振沖器提出孔口，準(zhǔn)備做上一深度的樁體。

（6）重復(fù)上一步驟，自下而上地制作樁體，直至孔口。在制樁過程中，要減小水壓，使水剛剛流出地面為原則，一般水壓為2～3 kg/cm2。

（7）關(guān)振沖器，關(guān)水，移位繼續(xù)做下一根樁。

4 加固效果

該地基加固工程竣工后，由魯房集團(tuán)青島公司委托山東省魯建基礎(chǔ)工程檢測中心對該工程復(fù)合地基進(jìn)行了載荷試驗(yàn)，測試樁徑800mm，樁長不等，共完成試驗(yàn)三組。試驗(yàn)依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ7912-91）有關(guān)規(guī)定及復(fù)合地基測試有關(guān)規(guī)定，采用碎石樁與樁間分別試驗(yàn)的方法，綜合評價(jià)其復(fù)合地基承載力。通過綜合分析曲線及計(jì)算，所測試復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為204 kPa，測試結(jié)論認(rèn)為復(fù)合地基的承載力達(dá)到設(shè)計(jì)180 kPa。

參考文獻(xiàn)

[1] 工程地質(zhì)手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992.

[2] 董哲仁.堤防除險(xiǎn)加固使用技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，1998.endprint

摘 要：該文通過工程實(shí)例闡述了振沖法的加固原理，并對其施工工藝作了簡要介紹。

關(guān)鍵詞：振沖法 地基 加固 施工工藝

中圖分類號：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0120-01

1 工程概況

魯房集團(tuán)青島公司B號宿舍樓位于閩江路與南京路交匯處北側(cè)，該建筑物高七層，磚混結(jié)構(gòu)，條形基礎(chǔ)。場區(qū)地形較為平坦，地面標(biāo)高8.57～10.29 m，為洪沖積平原地貌，地下水埋深僅為0.9～1.5 m，凍土深度0.50 m，地震基本烈度6°。

場區(qū)巖土層自上而下分為八層：第一層雜填土，較均勻，穩(wěn)定，稍濕，松散，厚度較小，強(qiáng)度不均，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為80 kPa；第二層粗礫砂，濕，松散～稍密，以粗、礫砂為主，分選性較差，厚0～1.6 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為60 kPa；第三層含有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土～淤泥，軟塑～流塑，很濕～飽和，稍密，以含有機(jī)質(zhì)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，厚0～4.90 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為90 kPa；第四層粘土，可塑，濕，中密，含中砂顆粒，見有水孔，厚0～6.0 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為240 kPa；第五層粉質(zhì)粘土，可塑，濕，中密，含中粗砂顆粒，厚0～2.90 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為200 kPa；第六層含粘性土粗礫砂，以長石、石英質(zhì)粗礫砂為主，顆粒分選一般，厚0～2.70 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為240 kPa；第七層強(qiáng)風(fēng)化煌斑巖及強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為800～1000 kPa；第八層中風(fēng)化煌斑巖及中風(fēng)化花崗巖，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為2500～3000 kPa。

該地基上部土層天然承載力較低，必須經(jīng)人工加固處理后方可滿足工程要求。根據(jù)技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理，減少工期的原則，確定采用振沖法加固地基。設(shè)計(jì)樁位采用三角形布置，行距1.28 m，排距0.65 m，共布樁307根，樁徑Ф800 mm，單樁長7.8 m。

2 加固原理

振沖法是一種深層地基處理加固的方法，利用高頻振動和高壓水沖將振沖器貫入土層深處，使填入土層中碎石等無凝聚性粗粒料振密，形成密實(shí)的樁柱，與原地基土組成復(fù)合地基，提高地基強(qiáng)度。振沖法現(xiàn)已廣泛用于工民建、水利、交通等松軟地基的加固處理，適用于砂性土和粘性土。

振沖法在砂性土中使用時(shí)，加固原理是振動加密。振沖器在飽和砂土中作高頻振蕩，砂土在強(qiáng)烈振動下發(fā)生液化，導(dǎo)致顆粒重新排列，并組成相對緊密和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而使加密后的砂土強(qiáng)度明顯提高。

振沖法在粘性土中使用時(shí)，加固原理是振動換土和加快粘性土地基的固結(jié)。由于振動無法使粘性土液化，因此振沖法對粘性土加密效果微弱，它是使地基部分換土，形成緊密的碎石樁柱，而碎石樁的變形模量遠(yuǎn)大于粘性土的變形模量，隨著地基變形的增加，附加應(yīng)力有集中到碎石樁上去的趨勢，從而通過應(yīng)力集中現(xiàn)象提高復(fù)合地基承載力。

碎石樁因強(qiáng)度高，在基礎(chǔ)中起著一種墊層作用，對基礎(chǔ)施加的應(yīng)力不僅自上向下傳遞，同時(shí)也通過樁體側(cè)向變形傳給周圍土體，土體側(cè)向應(yīng)力的增加又限制了樁的變形，二者作用組成剛度較大的整體墊層，使基礎(chǔ)荷載引起的附加應(yīng)力向四周擴(kuò)散，從而達(dá)到加固目的。

3 施工工藝

3.1 填料方式

在地基內(nèi)成孔后，接著要往孔內(nèi)加填料，即把振沖器提出孔口，往孔內(nèi)到入約1 m高的填料，然后下降振沖器，使填料振實(shí)，每次加料都這樣。

3.2 樁的施工順序

樁的施工順序采用“一邊推向另一邊”的方式，即排打法，這樣有利于擠走部分軟土，砂層擠密效果好。

操作步驟

（1）將振沖器對準(zhǔn)樁位，開機(jī)通電。檢查水壓、電壓和振沖器的空載電流值是否正常。

（2）啟動振沖器開關(guān)，使土體產(chǎn)生液化。振沖器以0.5～1 m/min的速度徐徐下沉，水壓為4～6 kg/cm2。在開孔過程中，記錄振沖器經(jīng)各深度的電流值和時(shí)間，然后校對樁位。

（3）待振沖器達(dá)到設(shè)計(jì)加固深度時(shí)，留振10～15 s，以利于擴(kuò)孔及清孔，然后開始以下沉的速度慢慢提出振沖器，直至孔口。

（4）重復(fù)步驟2～3一次，最后將振沖器停留在設(shè)計(jì)加固深度以上30～50 cm處，借循環(huán)水使孔內(nèi)泥漿變稀進(jìn)行清孔。清孔時(shí)間1～2 min，然后將振沖器提出孔口，準(zhǔn)備加填料。

（5）往孔內(nèi)倒0.5～0.8 m3填料。將振沖器沉至填料中進(jìn)行振實(shí)，振實(shí)用電流控制，一般密實(shí)電流為50～55 A，則認(rèn)為樁已密實(shí)。如果電流達(dá)不到規(guī)定值，則提起振沖器繼續(xù)往孔內(nèi)倒一批填料，然后，再下降振沖器繼續(xù)進(jìn)行振密，如此反復(fù)操作，直至該深度的電流達(dá)到規(guī)定值為止。每倒一批填料進(jìn)行振實(shí)，都必須記錄深度、填料量、振密時(shí)間和電流量。將振沖器提出孔口，準(zhǔn)備做上一深度的樁體。

（6）重復(fù)上一步驟，自下而上地制作樁體，直至孔口。在制樁過程中，要減小水壓，使水剛剛流出地面為原則，一般水壓為2～3 kg/cm2。

（7）關(guān)振沖器，關(guān)水，移位繼續(xù)做下一根樁。

4 加固效果

該地基加固工程竣工后，由魯房集團(tuán)青島公司委托山東省魯建基礎(chǔ)工程檢測中心對該工程復(fù)合地基進(jìn)行了載荷試驗(yàn)，測試樁徑800mm，樁長不等，共完成試驗(yàn)三組。試驗(yàn)依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ7912-91）有關(guān)規(guī)定及復(fù)合地基測試有關(guān)規(guī)定，采用碎石樁與樁間分別試驗(yàn)的方法，綜合評價(jià)其復(fù)合地基承載力。通過綜合分析曲線及計(jì)算，所測試復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為204 kPa，測試結(jié)論認(rèn)為復(fù)合地基的承載力達(dá)到設(shè)計(jì)180 kPa。

參考文獻(xiàn)

[1] 工程地質(zhì)手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992.

[2] 董哲仁.堤防除險(xiǎn)加固使用技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，1998.endprint

摘 要：該文通過工程實(shí)例闡述了振沖法的加固原理，并對其施工工藝作了簡要介紹。

關(guān)鍵詞：振沖法 地基 加固 施工工藝

中圖分類號：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0120-01

1 工程概況

魯房集團(tuán)青島公司B號宿舍樓位于閩江路與南京路交匯處北側(cè)，該建筑物高七層，磚混結(jié)構(gòu)，條形基礎(chǔ)。場區(qū)地形較為平坦，地面標(biāo)高8.57～10.29 m，為洪沖積平原地貌，地下水埋深僅為0.9～1.5 m，凍土深度0.50 m，地震基本烈度6°。

場區(qū)巖土層自上而下分為八層：第一層雜填土，較均勻，穩(wěn)定，稍濕，松散，厚度較小，強(qiáng)度不均，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為80 kPa；第二層粗礫砂，濕，松散～稍密，以粗、礫砂為主，分選性較差，厚0～1.6 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為60 kPa；第三層含有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)粘土～淤泥，軟塑～流塑，很濕～飽和，稍密，以含有機(jī)質(zhì)淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，厚0～4.90 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為90 kPa；第四層粘土，可塑，濕，中密，含中砂顆粒，見有水孔，厚0～6.0 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為240 kPa；第五層粉質(zhì)粘土，可塑，濕，中密，含中粗砂顆粒，厚0～2.90 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為200 kPa；第六層含粘性土粗礫砂，以長石、石英質(zhì)粗礫砂為主，顆粒分選一般，厚0～2.70 m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為240 kPa；第七層強(qiáng)風(fēng)化煌斑巖及強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為800～1000 kPa；第八層中風(fēng)化煌斑巖及中風(fēng)化花崗巖，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為2500～3000 kPa。

該地基上部土層天然承載力較低，必須經(jīng)人工加固處理后方可滿足工程要求。根據(jù)技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理，減少工期的原則，確定采用振沖法加固地基。設(shè)計(jì)樁位采用三角形布置，行距1.28 m，排距0.65 m，共布樁307根，樁徑Ф800 mm，單樁長7.8 m。

2 加固原理

振沖法是一種深層地基處理加固的方法，利用高頻振動和高壓水沖將振沖器貫入土層深處，使填入土層中碎石等無凝聚性粗粒料振密，形成密實(shí)的樁柱，與原地基土組成復(fù)合地基，提高地基強(qiáng)度。振沖法現(xiàn)已廣泛用于工民建、水利、交通等松軟地基的加固處理，適用于砂性土和粘性土。

振沖法在砂性土中使用時(shí)，加固原理是振動加密。振沖器在飽和砂土中作高頻振蕩，砂土在強(qiáng)烈振動下發(fā)生液化，導(dǎo)致顆粒重新排列，并組成相對緊密和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而使加密后的砂土強(qiáng)度明顯提高。

振沖法在粘性土中使用時(shí)，加固原理是振動換土和加快粘性土地基的固結(jié)。由于振動無法使粘性土液化，因此振沖法對粘性土加密效果微弱，它是使地基部分換土，形成緊密的碎石樁柱，而碎石樁的變形模量遠(yuǎn)大于粘性土的變形模量，隨著地基變形的增加，附加應(yīng)力有集中到碎石樁上去的趨勢，從而通過應(yīng)力集中現(xiàn)象提高復(fù)合地基承載力。

碎石樁因強(qiáng)度高，在基礎(chǔ)中起著一種墊層作用，對基礎(chǔ)施加的應(yīng)力不僅自上向下傳遞，同時(shí)也通過樁體側(cè)向變形傳給周圍土體，土體側(cè)向應(yīng)力的增加又限制了樁的變形，二者作用組成剛度較大的整體墊層，使基礎(chǔ)荷載引起的附加應(yīng)力向四周擴(kuò)散，從而達(dá)到加固目的。

3 施工工藝

3.1 填料方式

在地基內(nèi)成孔后，接著要往孔內(nèi)加填料，即把振沖器提出孔口，往孔內(nèi)到入約1 m高的填料，然后下降振沖器，使填料振實(shí)，每次加料都這樣。

3.2 樁的施工順序

樁的施工順序采用“一邊推向另一邊”的方式，即排打法，這樣有利于擠走部分軟土，砂層擠密效果好。

操作步驟

（1）將振沖器對準(zhǔn)樁位，開機(jī)通電。檢查水壓、電壓和振沖器的空載電流值是否正常。

（2）啟動振沖器開關(guān)，使土體產(chǎn)生液化。振沖器以0.5～1 m/min的速度徐徐下沉，水壓為4～6 kg/cm2。在開孔過程中，記錄振沖器經(jīng)各深度的電流值和時(shí)間，然后校對樁位。

（3）待振沖器達(dá)到設(shè)計(jì)加固深度時(shí)，留振10～15 s，以利于擴(kuò)孔及清孔，然后開始以下沉的速度慢慢提出振沖器，直至孔口。

（4）重復(fù)步驟2～3一次，最后將振沖器停留在設(shè)計(jì)加固深度以上30～50 cm處，借循環(huán)水使孔內(nèi)泥漿變稀進(jìn)行清孔。清孔時(shí)間1～2 min，然后將振沖器提出孔口，準(zhǔn)備加填料。

（5）往孔內(nèi)倒0.5～0.8 m3填料。將振沖器沉至填料中進(jìn)行振實(shí)，振實(shí)用電流控制，一般密實(shí)電流為50～55 A，則認(rèn)為樁已密實(shí)。如果電流達(dá)不到規(guī)定值，則提起振沖器繼續(xù)往孔內(nèi)倒一批填料，然后，再下降振沖器繼續(xù)進(jìn)行振密，如此反復(fù)操作，直至該深度的電流達(dá)到規(guī)定值為止。每倒一批填料進(jìn)行振實(shí)，都必須記錄深度、填料量、振密時(shí)間和電流量。將振沖器提出孔口，準(zhǔn)備做上一深度的樁體。

（6）重復(fù)上一步驟，自下而上地制作樁體，直至孔口。在制樁過程中，要減小水壓，使水剛剛流出地面為原則，一般水壓為2～3 kg/cm2。

（7）關(guān)振沖器，關(guān)水，移位繼續(xù)做下一根樁。

4 加固效果

該地基加固工程竣工后，由魯房集團(tuán)青島公司委托山東省魯建基礎(chǔ)工程檢測中心對該工程復(fù)合地基進(jìn)行了載荷試驗(yàn)，測試樁徑800mm，樁長不等，共完成試驗(yàn)三組。試驗(yàn)依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ7912-91）有關(guān)規(guī)定及復(fù)合地基測試有關(guān)規(guī)定，采用碎石樁與樁間分別試驗(yàn)的方法，綜合評價(jià)其復(fù)合地基承載力。通過綜合分析曲線及計(jì)算，所測試復(fù)合地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為204 kPa，測試結(jié)論認(rèn)為復(fù)合地基的承載力達(dá)到設(shè)計(jì)180 kPa。

參考文獻(xiàn)

[1] 工程地質(zhì)手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992.

[2] 董哲仁.堤防除險(xiǎn)加固使用技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，1998.endprint