港口建設中振沖加固地基的應用分析

黃耀華

（廣西百色西江投資發展有限公司廣西百色　533000）

港口建設中振沖加固地基的應用分析

黃耀華

（廣西百色西江投資發展有限公司廣西百色533000）

本文以某個項目軟土地基的加固實驗。此次實驗采用了三種不同型號的振沖器，分不同間距進行了單雙點的振沖加固，通過對所得技術數據的分析，得到了一些有價值的技術參數，為指導后面的大面積施工提供了依據。只供參考。

工程地質；質量控制；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地貨運量不斷增加的問題。通過考察發現，該地區由于受到漲潮落潮的動力作用和山體入海處部分的力學作用，使得當地的工程地質較為復雜，地層無法均勻分布，水下地形也較為特別。因為之前的建造技術較為落后，當時采用了吹填工藝。針對現如今情況其原始表層的土大部分是淤泥以及粉細砂，這兩種物質的強度較低，但時間具有較高的壓縮性，該地區的中土層經勘探為淤泥粘土，其標貫擊數約24擊，在地層其由粘土、中粗砂以及混砂礫組成。該地區的土質不能夠滿足港口所需求的沉降要求，所以需要進行振沖法對地基進行加固。為了能夠給加固措施提供良好可靠的參數，采取了建立2個實驗區進行地基加固實驗。1號實驗區總面積為5萬m2主要進行淺水方面，2號實驗區種面積為10萬m2主要進行深水方面。在2號試驗區當中的具體步驟如圖1所示。

圖1　2號實驗區地基加固布置

2　工程地質

2號首先從深水區中的吹填區進行實驗，該地表的平均厚度為8m，地表覆蓋著吹填砂，當吹填工作結束后，地下水位在3m左右，處于一個較低的水位當中。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砂而言，其呈現出一種飽和疏松的狀態對于粉細砂和粉質粘土，其厚度在3～9m之間，經計算其平均厚度為5m，粉細砂的標準貫入擊數為10擊，粉質粘土的天平均貫入擊數為4擊，局部的地區有著3～5m厚度不均勻的淤泥以及淤泥質粉土夾層，其平均標準貫入擊數大約為4擊，最底部為硬質粘土，其標準貫入擊數為13～18下，其分布也較為均勻。

3　施工準備及相關技術參數的確定

對于2號實驗區而言，利用三種各不相同的振沖設備，根據不同的間距對其進行單雙點并且不加入任何填料的振沖實驗。對于一些含泥量比較高的地區便采用振沖器另外添加填料的振沖實驗。

3.1施工工具

3.1.1振沖器

本次實驗準備了三種型號的振沖器，在深區需要的振沖器型號分別為：ZCQ-75、ZCQ-100、ZCQ-125。在擴大區需要的振沖器型號為ZCQ-75。

3.1.2起重機械

本次實驗采用的起重機械的起重量為30t的汽車吊，便能夠滿足此次工程的需求。

3.1.3其他機械

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

3.2施工技術參數

孔水壓在上部2m處應為0.3MPa，孔水壓在2m之下應為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為0.5m。密實電流應為70A。

3.3施工工藝流程

灌水。因為根據實際情況而言該地區的表面是干砂層，該表層需要在振動施工之前對其進行灌水工作，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，調節水壓，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，繼續留振120s，然后進行反復的上下提落，高度大約為0.5m。在最后一次的提升過程中，需要向孔內填入砂石，以防形成孔洞。成樁結束后，關閉水泵以及振沖器，進行下一個跟樁。

3.4表層處理

利用振沖法對地基進行加固，加固的表層范圍應該在0.5～ 1.0m之間，因為覆蓋的壓力比較小，在施工過程當中砂土的密實程度很難達到施工要求。所以在施工一個月后，需要對各個區域實施振動碾壓，首先根據表層的填砂土的干燥程度進行判斷是否達到最優含水量，如若沒有達到需要加水至最佳含水量，之后進行1遍穩壓后，再次進行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，它能夠將淤泥的土質轉化成軟土，能夠將砂土擴大成擠密區。通過2號實驗區能夠發現其表面為吹填沙，地下水相對較低，在其下部有著淤泥夾層，根據本地區的特點，可以在地質較硬的地區適當的加大水壓。在施工過程當中，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中較為重要的參數，根據該港口的地質特點，能夠發現整個工程的電流變化并不是非常的明確，所以在施工過程當中需要時刻的注意電流的改變，當電流發生異變時應該立即停止施工，如若電流超過規定的上限，很容易造成設備的損壞。

4.3留振時間是通過縝密電流能否達到規定范圍內來控制

當達到規定范圍內，留振時間還可以進行一定的調節。因為留振時間太長，它會導致振沖器在孔中自行打轉，所以需要將時間調整到合理的范圍內。

4.4合理排污

振沖法雖然有著很多優點，但是其存在一個致命缺點就是排污。在施工結束后，表面層都會有著一層淤泥，所以在施工的現場需要對該方法產生的淤泥進行迅速清理，需要建立一定數量的排水溝。

5　注意事項

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壁，砂層無法自動塌落，應配合人工和機械填砂，以免形成孔洞。施工時注意區分瞬時電流值和振密電流。瞬時電流有時候可以達到100耀120A，此時振沖器應該停止下沉，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程度。在造孔制樁的過程中不能停水停電，若發生停水停電，應及時提出振沖器，以免埋在孔內或被反灌的泥漿水堵塞噴水管。當振沖間距比較小時，影響范圍比較大，同時抱樁現象比較嚴重，振沖器無法上拔，嚴重影響施工的效率和設備的安全，可根據實際情況合理調整間距。

6　成果分析

6.1沉降觀測

該項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，因為域1區當中進行的吹填較早，它的沉降程度明顯大于其他幾個地區。在同一個范圍內，利用相同功率的振沖器，雙電振動沉降大于單點振動。當振沖間距一定時，采用的振沖器功率越大，其沉降效果越明顯。其中部分的沉降數據如表1所示。

6.2現場測試

為了檢驗加固效果是否達到要求，需要對相應的力學指標進行測試，三月初通過進行靜力觸探和標準貫入試驗，檢測到深度為13m，在五月底進行重復測試。在靜力觸探實驗當中，觸探所受的阻力需要車輛的自重進行平衡，每5cm對數據進行一次收集。標貫實驗需要沿著孔深1.5m處進行標準的貫入試驗。通過檢測得到深度為6m，經過檢測能夠了解到，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　結語

此次實驗主要是為下面的大面積施工提供技術參考。由于該地區的淤泥含量比較高，其樁周土的側向約束力比較小，因此碎石樁無法約束成形。而實驗數據表明，振動水沖密實加固效果良好，75kW的振沖器采用雙點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.復合地基設計和施工指南[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。