地基中振沖法密實(shí)地基施工方法

1、4.2振沖法4.2.1 基本概念振沖法是以起重機(jī)吊起振沖器，啟動潛水電機(jī)后帶動偏心塊，使振沖器產(chǎn)生高頻振動，同時開啟水泵，由噴嘴噴射高壓水流，在邊振邊沖的聯(lián)合作用下，將振沖器沉人到土中預(yù)定深度，經(jīng)過清孔后，即可從地面向孔內(nèi)逐段填入碎石，每段填料均在振動影響下被振密擠實(shí)，達(dá)到要求的密實(shí)度后即可提升振沖器，如此重復(fù)填料和振密，直到地面，從而在地基中形成一個大直徑的密實(shí)樁體。所形成的樁體與土組成復(fù)合地基。在中、粗砂層中進(jìn)行振沖，由于周圍砂料能自行塌人孔內(nèi)，也可以采用不加填料進(jìn)行原地振沖，對周圍土進(jìn)行加密的方法。這種方法適用于較純凈的中、粗砂層，施工簡便，加密效果好。4.2.2 適用范圍振沖法適用于處

2、理砂土、粉土、粉質(zhì)黏土、素填土和雜填上等地基。對于處理不排水抗剪強(qiáng)度小于20kPa的飽和黏性土和飽和黃土地基，應(yīng)在施工前通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性，因?yàn)槿绻麡吨芡翉?qiáng)度過低，當(dāng)其不排水抗剪強(qiáng)度小于20kPa時，將導(dǎo)致土的側(cè)向約束力始終不能平衡由于填料擠入孔壁產(chǎn)生的作用力，那就始終不能形成樁體，則不宜采用本法。不加填料振沖加密適用于處理黏粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基，因?yàn)樵谥?、粗砂層中進(jìn)行振沖，由于周圍砂料能自行塌入孔內(nèi)，可以進(jìn)行原地振沖，對周圍土進(jìn)行加密?！纠}11】采用振沖樁處理地基時，對于處理不排水抗剪強(qiáng)度小于（）kPa的飽和黏性土和飽和黃土地基，應(yīng)在施工前通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性。A、

3、10;B、20;C、30;D、40;答案：B【例題12】不加填料振沖加密法適用于處理黏粒含量不大于（）%的中砂、粗砂地基。A、3;B、5;C、10;D、15;答案：C4.2.3 加固機(jī)理根據(jù)土質(zhì)條件的不同，振沖法加固地基主要有以下幾個作用。1置換作用。對于中細(xì)砂、粉土和軟弱粘性土采用振沖法加固時，通過在地基中重復(fù)填料和振密，從而在地基中形成一個大直徑的密實(shí)樁體。所形成的樁體與土組成復(fù)合地基。此時樁體主要起置換作用。2擠密作用。對中細(xì)砂和粉土除置換作用外還有振實(shí)擠密作用，在這幾類土中施工都要在振沖孔內(nèi)加填碎石，制成密實(shí)振沖樁，而樁間土則受到不同程度的擠密振密，樁和樁間土構(gòu)成復(fù)合地基，使地基承載力

4、提高，變形減少，并可消除土層液化。3振密作用。在中、粗砂層中振沖，由于周圍砂料能自行塌人孔內(nèi)，并在振沖器的水平振動下，振沖器的強(qiáng)力振動可使飽和砂層發(fā)生液化，砂土顆粒重新排列，空隙減小，樁位上及樁間土產(chǎn)生振動密實(shí)，從而提高承載力，變形減少，并可消除土層的液化。但當(dāng)振沖器振動加速度過大時，反而不利于土體變密，甚至砂土發(fā)生剪脹，此時砂土不但不變密，反而會由密變松。4加速固結(jié)作用。對細(xì)顆粒土含量較多的地基，采用加填充料在地基土中形成碎石樁，由于碎石具有良好的透水性，可加速軟土的排水固結(jié)，從而增大地基土的強(qiáng)度，提高軟地基的承載力。同時，由于存在排水通道，還可有效消散地震等振動引起的超靜孔隙水壓力，減輕液

5、化現(xiàn)象?！纠}13】根據(jù)土質(zhì)條件的不同，振沖法加固地基的主要作用有（）。A、置換作用；B、擠密作用；C、振密作用；D、加速固結(jié)作用；答案：A、B、C、D4.2.4 設(shè)計振沖法處理設(shè)計目前還處在半理論半經(jīng)驗(yàn)狀態(tài)，這是因?yàn)橐恍┯嬎惴椒ǘ歼€不夠成熟，某些設(shè)計參數(shù)也只能憑工程經(jīng)驗(yàn)選定。因此，對大型的、重要的或場地地層復(fù)雜的工程，在正式施工前應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性，并評價其處理效果。不加填料振沖加密宜在初步設(shè)計階段進(jìn)行現(xiàn)場工藝試驗(yàn)，確定不加填料振密的可能性、孔距、振密電流值、振沖水壓力、振后砂層的物理力學(xué)指標(biāo)等。1處理范圍振沖樁處理范圍應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性和場地條件確定，當(dāng)用于多層建筑和高層建筑時，

6、宜在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大12排樁。當(dāng)要求消除地基液化時，在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大寬度不應(yīng)小于基底下可液化土層厚度的1/2?！纠}14】當(dāng)利用振沖法消除地基液化時，關(guān)于處理范圍，下列說法不正確的是（）。A、在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大寬度不應(yīng)小于基底下可液化土層厚度的1/2。B、在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大寬度不應(yīng)小于基底下可液化土層厚度的1/3。C、宜在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大12排樁；D、宜在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大23排樁；答案：B、C、D【例題15】下列幾種地基處理方法中，其處理范圍只在基礎(chǔ)以下的有（）。A、換填墊層法；B、振沖法；C、預(yù)壓法；D、CFG樁；答案：D2樁位布置對大面積滿堂基礎(chǔ)，宜用等邊三角形布置；對單獨(dú)基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)，宜用正方形、矩形或等腰

7、三角形布置。3樁距振沖樁的間距應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載大小和場地土層情況，并給合所采用的振沖器功率大小綜合考慮。30kW振沖器布樁間距可采用1.32.0m；55kW振沖器布樁間距可采用1.42.5m：75kW振沖器布樁間距可采用1.53.0m。荷載大或?qū)︷ば酝烈瞬捎幂^小的間距，荷載小或?qū)ι巴烈瞬捎幂^大的間距。當(dāng)采用不加填料振沖加密時，孔距可為23m,宜用等邊三角形布置。4樁長相對硬層埋深不大時，應(yīng)按相對硬層埋深確定；當(dāng)相對硬層埋深較大時，按建筑物地基變形允許值確定；在可液化地基中，樁長應(yīng)按要求的抗震處理深度確定。樁長不宜小于4m。不加填料振沖加密時，用30kW振沖器振密深度不宜超過7m,75kW振沖

8、器不宜超過15m。5樁體材料樁體材料可用含泥量不大于5%的碎石、卵石、礦渣等硬質(zhì)材料。不宜使用風(fēng)化易碎的石料。常用的填料粒徑為：30kW振沖器2080mm；55kW振沖器30-100mm：75kW振沖器40150mm。此外，在樁頂和基礎(chǔ)之間宜鋪設(shè)一層300500mm厚的碎石墊層。碎石墊層起水平排水的作用，有利于施工后土層加快固結(jié)，更大的作用在碎石樁頂部采用碎石墊層可以起到明顯的應(yīng)力擴(kuò)散作用，降低碎石樁和樁周圍土的附加應(yīng)力，減少碎石樁側(cè)向變形，從而提高復(fù)合地基承載力，減少地基變形量。在大面積振沖處理的地基中，如局部基礎(chǔ)下有較薄的軟土，應(yīng)考慮加大墊層厚度?！纠}15】某工程采用筏板基礎(chǔ)，并對地基進(jìn)

9、行了振沖碎石樁處理，但局部基礎(chǔ)下仍存在較薄的軟土，則在墊層設(shè)計上應(yīng)如何考慮()。A、可考慮適當(dāng)增加基礎(chǔ)剛度；B、可考慮加大墊層厚度；C、可考慮減小墊層厚度；D、可考慮進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)荷載調(diào)整；答案：B6承載力計算振沖樁形成的復(fù)合地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定，初步設(shè)計時，也可用單樁和處理后樁間土的承載力特征值按下式估算：w4.2-24fspk=mfpk十(1-m)fsk4.2-1式中：fspk為振沖法樁復(fù)合地基的承載力特征值(kPa)；fpk為樁體單位截面積承載力特征值(kPa),宜通過單樁載荷試驗(yàn)確定；fsk為處理后樁間土承載力特征值(kPa),宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，如無經(jīng)驗(yàn)時可取天

10、然地基承載力特征值fak；m為面積置換率，按下式計算：式中：d為樁身平均直徑(m),可按每根樁所用填料量計算；de為一根樁分擔(dān)的地基處理面積的等效圓的直徑，按如下方法確定：等邊三角形布置de=1.05ss、s1、s2分別為樁的間距、縱向間距和橫向間距。對小型工程的黏性土地基如無現(xiàn)場載荷正方形布置de=1.13s矩形布置試驗(yàn)資料，初步設(shè)計時，復(fù)合地基的承載力特征值也可按下式估算：fspk=1+m(n-1)fsk4.2-3式中：n為樁土應(yīng)力比，在無實(shí)測資料時可取24,原土強(qiáng)度低取大值，原土強(qiáng)度高取小值。不加填料振沖加密地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場載荷試驗(yàn)確定，初步設(shè)計時也可根據(jù)加密后原位測試指標(biāo)按現(xiàn)

11、行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB500072002)有關(guān)規(guī)定確定。7沉降計算地基在處理后的變形計算應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-2002)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。樁長范圍內(nèi)可將樁與樁間土視為一復(fù)合土層，采用復(fù)合土層的壓縮模量來表示其平均壓縮性，并可按下式計算：ESP=1+m(n-1)ES4.2-4式中：Esp為復(fù)合土層的壓縮模量(MPa);ES為樁間土的壓縮模量(MPa),宜按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值，如無經(jīng)驗(yàn)時，可取天然地基壓縮模量；n為樁土應(yīng)力比，在無實(shí)測資料時，對黏性土可取24,對粉土和砂土可取1.53,原土強(qiáng)度低取大值，原土強(qiáng)度高取小值。不加填料振沖加密地基變形計算應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)

12、準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-2002)有關(guān)規(guī)定。加密深度內(nèi)土層的壓縮模量應(yīng)通過原位測試確定?！纠}16】某地基土壓縮模量為3.0Mpa,用振沖法處理后，經(jīng)試驗(yàn)測得樁土應(yīng)力比n=3,已知置換率為30%,問處理后的復(fù)合層地基的壓縮模量為()。A、4.8Mpa；B、30.0Mpa；C、4.3Mpa；D、10.0Mpa；答案：A【例題17】利用不加填料振沖法對地基進(jìn)行處理后，加密深度內(nèi)土層的壓縮模量可以采用()確定。A、壓縮試驗(yàn)；B、現(xiàn)場直接剪切試驗(yàn)；C、扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)；D、標(biāo)貫試驗(yàn)；答案：D4.2.5 施工1施工機(jī)具振沖樁施工主要機(jī)具是振沖器、操作振沖器的吊機(jī)和水泵。振沖器的原理是利用電機(jī)

13、旋轉(zhuǎn)一組偏心塊，產(chǎn)生一定頻率和振幅的水平向振動力。壓力水通過空心豎軸從振沖器下端噴出。振沖施工可根據(jù)設(shè)計荷載的大小、原土強(qiáng)度的高低、設(shè)計樁長等條件選用不同功率的振沖器。施工前應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)，以確定水壓、振密電流和留振時間等各種施工參數(shù)。操作振沖器的起吊設(shè)備有履帶吊、汽車吊、自行井架式專用平車等。施工設(shè)備應(yīng)配有電流、電壓和留振時間自動信號儀表。每臺振沖器配一臺水泵。2施工工藝如圖4.2-1所示，振沖施工可按下列步驟進(jìn)行。(1)清理平整施工場地，布置樁位。(2)施工機(jī)具就位，使振沖器對準(zhǔn)樁位。啟動供水泵和振沖器，水壓可用200600kPa,水量可用200400L/min,將振沖器徐徐沉人士中，造

14、孔速度宜為0.52.0m/min,直至達(dá)到設(shè)計深度。記錄振沖器經(jīng)各深度的水壓、電流和留振時間。(4)造孔后邊提升振沖器邊沖水直至孔口，再放至孔底，重復(fù)兩三次擴(kuò)大孔徑并使孔內(nèi)泥漿變稀，開始填料制樁。(5)大功率振沖器投料可不提出孔口，小功率振沖器下料困難時，圖4.2-1可將振沖器提出孔口填料，每次填料厚度不宜大于50cm。將振沖器沉人填料中進(jìn)行振密制樁，當(dāng)電流達(dá)到規(guī)定時密實(shí)電流值和規(guī)定的留振時間后，將振沖器提升3050cm。S4.2-1【例題18】加填料的振沖法施工，對于樁體的密實(shí)度是通過控制施工時的()來進(jìn)行控制的。A、單樁用料量；B、成樁時間；C、密實(shí)電流；D、留振時間；答案：C、D(6)重

15、復(fù)以上步驟，自下而上逐段制作樁作直至孔口，記錄各段深度的填料量、最終電流值和留振時間，并均應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。(7)關(guān)閉振沖器和水泵。此外，樁體施工完畢后應(yīng)將頂部預(yù)留的松散樁體挖除，如無預(yù)留應(yīng)將松散樁頭擠實(shí)，隨后鋪設(shè)并壓實(shí)墊層。對不加填料振沖加密宜采用大功率振沖器，為了避免造孔中塌砂將振沖器抱住，下沉速度宜快，造孔速度宜為810m/min,到達(dá)深度后將射水量減至最小，留振至密實(shí)電流達(dá)到規(guī)定時，上提0.5m,逐段振密直至孔口，一般每米振密時間約1min?！纠}19】對于不加填料的振沖法施工，對于加固土體的密實(shí)度，一般是通過控制()來進(jìn)行控制的。A、原砂土中粘粒含量；B、射水量；C、密實(shí)電流；D、留振

16、時間；答案：C4.2.6 質(zhì)量檢驗(yàn)1施工質(zhì)量檢驗(yàn)完成振沖樁施工后，應(yīng)通過以下措施來進(jìn)行施工質(zhì)量檢查：(1)檢查振沖施工各項施工記錄，如有遺漏或不符合規(guī)定要求的樁或振沖點(diǎn)，應(yīng)補(bǔ)做或采取有效的補(bǔ)救措施；(2)振沖施工結(jié)束后，除砂土地基外，應(yīng)間隔一定時間后方可進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。對粉質(zhì)黏土地基間隔時間可取2128d,對粉土地基可取1421d;(3)振沖樁的施工質(zhì)量檢驗(yàn)可采用單樁載荷試驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量為樁數(shù)的0.5%,且不少于3根。對碎石樁體檢驗(yàn)可用重型動力觸探進(jìn)行隨機(jī)檢驗(yàn)。對樁間土的檢驗(yàn)可在處理深度內(nèi)用標(biāo)準(zhǔn)貫人、靜力觸探等進(jìn)行檢驗(yàn)；2竣工驗(yàn)收檢驗(yàn)振沖處理后的地基竣工驗(yàn)收時，根據(jù)是否加填料等具體情況，應(yīng)進(jìn)行下列檢驗(yàn)。(1)承載力檢驗(yàn)