地基處理之振沖法（21清楚明了）

2022/10/2613—3振沖法法（振振動(dòng)水水沖法法）一、振振沖法法的概概念——利用振沖器器在松軟軟地基基中成孔，然后后填入入砂或或碎石石等材材料，，做成樁型，以擠密密周圍圍土體體或與土土體形成復(fù)復(fù)合地地基，，達(dá)到地地基加加固之之目的的。二、施施工設(shè)設(shè)備振沖法法最早早是上上世紀(jì)紀(jì)三十年年代中期由由德國(guó)的斯圖門(mén)門(mén)發(fā)明的的，我我國(guó)于于七十年年代引入。。最初初只用用于振振密中中粗砂砂和部部分粉粉細(xì)砂砂地基基。自50年代末末60年代初初開(kāi)始應(yīng)應(yīng)用于于加固固粘性性土地地基。(改良,石家莊莊、承承德)主要機(jī)機(jī)具：振沖沖器、、起重重機(jī)、、水泵泵和控控制設(shè)設(shè)備等等。2022/10/262B90⒈起重機(jī)機(jī)8~10噸履帶帶式、輪胎胎式起起重機(jī)機(jī)等。⒉水泵要求水水壓力力為400~600kPa，流量20~30m3/h。⒊控制設(shè)設(shè)備電流操操作臺(tái)臺(tái)、150A電流表表、500V電壓表表、供水管管、加加料斗斗等。2022/10/263⒋振沖器器(1)構(gòu)造與與尺寸寸類似混混凝土土插入入式振振搗棒棒。d=270~450mm,L=1.6~3m,G=8~20KNW=13~75kW(2)工作原原理:利用電機(jī)旋旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)一一組偏心塊塊產(chǎn)生一一定頻頻率和和振幅幅的水平振振動(dòng)，壓力水水（400~600kPa）通過(guò)過(guò)空心心豎軸軸從振振沖器器下端噴噴口噴噴出，在振動(dòng)動(dòng)和水水沖作作用下下快速速形成成樁孔孔，周周圍土土體也也在振振動(dòng)和和高壓壓水的的噴射射下得得到加加密。振:偏心輪輪旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),振動(dòng)加加密,使顆粒粒移動(dòng)動(dòng)；沖:高壓水水沖切切,使土顆顆粒振振浮液液化固固結(jié)。。2022/10/264B89三、施施工工工藝⑴振沖器器就位位；⑵打開(kāi)下下噴水水口，，啟動(dòng)動(dòng)振動(dòng)動(dòng)器；；⑶振沖下下沉達(dá)達(dá)設(shè)計(jì)計(jì)深度度（1~2m/min）；⑷上提30cm，清孔孔；⑸關(guān)閉下下噴水水口，，打開(kāi)開(kāi)上噴噴水口口，向向孔內(nèi)內(nèi)邊填填料，，邊噴噴水振振動(dòng)，，使填填料密密實(shí)后后逐漸漸上提提振沖沖器（（1~2m/min）。⑹振沖器器提出出地面面，形形成振振沖樁樁。2022/10/265四、加固機(jī)機(jī)理⒈在砂性性土地基中中振沖器對(duì)土土施加重復(fù)復(fù)的水平振動(dòng)和側(cè)向擠壓作用，使土結(jié)構(gòu)破壞，孔孔隙水壓力力升高。結(jié)構(gòu)破壞后的土粒便便向低勢(shì)能能位置轉(zhuǎn)移，重重新排列，，使土體由由松變密。。孔隙水壓力力上升到一定程度后，，土體開(kāi)始始液化，隨隨后孔隙水水消散，土土體得到固固結(jié)。（液態(tài)區(qū)過(guò)過(guò)渡區(qū)區(qū)擠密密區(qū)彈彈性區(qū)）⒉在粘性性土地基中中振動(dòng)不能使粘性性土液化，除了非飽飽和土和粘粘粒含量少少的2022/10/266粘性土外，，在振動(dòng)擠擠壓作用下下不可能使四四周土密實(shí)實(shí)，尤其對(duì)飽和軟粘粘土，甚至至擾動(dòng)了土土的結(jié)構(gòu)。。孔隙水壓壓力升高降降低了有效應(yīng)應(yīng)力，使土土的強(qiáng)度降降低。故振沖器主要要起成孔作作用，并將填入入孔中的粗顆粒材料料振擠密實(shí)實(shí)，靠振沖置換作作用形成復(fù)合地地基。此外，還有有排水固結(jié)作作用。五、方法特特點(diǎn)及適用用土質(zhì)⒈方法特特點(diǎn)：技術(shù)可靠，，機(jī)具設(shè)備備與施工操操作簡(jiǎn)單，，可就地取材材，加固速速度快，造造價(jià)低，振振動(dòng)小，噪噪音低。但但孔內(nèi)返出大大量泥水，，對(duì)環(huán)境有有污染。2022/10/267樁體材料具具有良好的的透水性，，可加速地地基固結(jié)，，復(fù)合地基基承載力可提提高1~3倍，沉降量量可減少1/2~2/3；振沖預(yù)震震效應(yīng)，可使砂砂土地基增增加抗液化化能力。⒉適用土土質(zhì)⑴振沖置置換法適用于不排排水抗剪強(qiáng)強(qiáng)度Cu不小于20kPa的粘性土、、粉土、飽和黃黃土和人工工填土等地地基（樁周周土強(qiáng)度過(guò)過(guò)低，土的的約束力始終終不能平衡衡填料的擠擠入力，則則難以成樁樁。而且易易發(fā)生鼓脹破破壞）。2022/10/268軟粘土砂石樁的的鼓脹破破壞2022/10/269六、振振沖樁的的設(shè)計(jì)㈠設(shè)計(jì)步步驟(1)充分掌握土體體物理力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)與指標(biāo)標(biāo)，尤其是是淤泥或或淤泥質(zhì)質(zhì)粘土的的厚度變變化。初初步論證證用碎石石樁加固固的可行行性，如如果可行行，但資資料不全全，應(yīng)針針對(duì)存在在的問(wèn)題題進(jìn)行補(bǔ)補(bǔ)勘。(2)編制綜合合剖面圖圖，確定加加固層的的厚度、、深度及及力學(xué)指指標(biāo)；編編制淤泥泥平面分分布或等等厚線圖圖，為確確定樁長(zhǎng)長(zhǎng)、合理理布樁提提供基礎(chǔ)礎(chǔ)資料。。(3)掌握上部部結(jié)構(gòu)特特征、荷荷載分布布及對(duì)地地基處理理的要求求，為加加強(qiáng)樁、、合理布布樁提供供依據(jù)。。(4)綜合分析析上述條條件，確確定采用用碎石樁樁加固地地基后，，確定樁長(zhǎng)長(zhǎng)。⑵振沖密實(shí)實(shí)法適用于處處理砂土土和粉土土等地基基；粘粒粒含量小小于10%的粗砂、、中砂地地基，可可不加填填料原地地振沖密密實(shí)。2022/10/2610㈡、設(shè)計(jì)內(nèi)內(nèi)容⑴加固固范圍根據(jù)建筑筑物重要要性和場(chǎng)場(chǎng)地條件件確定，，一般均均大于基基底面積積。通常?？稍诨A(chǔ)外增增加1~2排樁，可可液化地地基增加加2~4排樁。⑵樁的的布置形形式片筏基礎(chǔ)礎(chǔ)：等邊邊三角形形；獨(dú)立或條條形基礎(chǔ)礎(chǔ)：正方方形、矩矩形、等等腰三角角形等；；園形或環(huán)環(huán)形基礎(chǔ)礎(chǔ)：放射射形布置置。(5)樁長(zhǎng)確定定后，根根據(jù)建筑筑物基礎(chǔ)礎(chǔ)對(duì)加固固土層的的強(qiáng)度與與變形要要求，按按有關(guān)公公式試算復(fù)合地基基承載力力標(biāo)淮值值及壓縮縮模量預(yù)預(yù)估值，，從而確確定碎石石樁的直直徑、樁樁間距、、置換率率、布樁樁方式、、加固范范圍、加加固效果果，形成初步步加固方方案。(6)按照初步步方案，，結(jié)合地地基條件件、機(jī)械械條件、、場(chǎng)地條條件進(jìn)行行試打。試打組組數(shù)不少少于兩組組6根。根據(jù)據(jù)試打后后的結(jié)果果對(duì)初步步方案進(jìn)進(jìn)行修改改調(diào)整，，最終確確定施工工方案。。2022/10/2611樁位布置置a:正方形;b:矩形;c:等腰三角角形;d:放射狀2022/10/2612⑶樁長(zhǎng)確定根據(jù)地層條件件，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)，荷載，樁樁的用途等要要求具體確定定。但樁長(zhǎng)一一般不宜小于于4m。⑷樁的直徑徑根據(jù)地基土質(zhì)質(zhì)條件和成樁樁設(shè)備等因素素確定。如30kW振沖器施工的的碎石樁可達(dá)達(dá)0.7~1.0m。一般為0.8~1.2m。⑸樁的間距距根據(jù)建筑物的的荷載大小和和原地基土的的抗剪強(qiáng)度確確定。荷載大或強(qiáng)度度低時(shí)取較小小間距，反之之則較大。對(duì)對(duì)樁端無(wú)硬持力層的短樁樁，應(yīng)取小間間距。一般為為1.5~2.5m。2022/10/2613㈢、復(fù)合地基承承載力的計(jì)算算1．復(fù)合地基承承載力標(biāo)準(zhǔn)值值計(jì)算復(fù)合地基的承承載力標(biāo)準(zhǔn)值值應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)復(fù)復(fù)合地基載荷荷試驗(yàn)確定，，也可用單樁樁和樁間土的的載荷試驗(yàn)按按下式確定：：2022/10/2614七、振沖樁的的施工要點(diǎn)振沖法加固軟軟弱地基，對(duì)對(duì)不同的地層層，有不同的的加固機(jī)理，，因而所采用用的施工操作作方法也有所所不同。⒈振沖置換換法施工操作作要點(diǎn)⑴成孔——土體在振沖器器激振力和壓壓力水沖切作作用下破壞，，依靠自重貫貫入到設(shè)計(jì)深深度形成樁孔孔?？讖酱笮∨c土質(zhì)及振沖沖器直徑、功功率、水壓作作用時(shí)間等因因素有關(guān)。土土質(zhì)及振沖器器一定時(shí)，加加大壓力水沖沖切速度及振振沖器上下往往復(fù)次數(shù)，孔孔徑將增大（（擴(kuò)孔）。如地基中中夾有硬層時(shí)時(shí)可采用。2022/10/2615⑵清孔——成孔過(guò)程中，，孔中粘粒、、細(xì)砂等與回回水?dāng)嚮鞛檎痴扯容^大的泥漿，不利于填料料下沉，直接接影響成樁質(zhì)質(zhì)量和施工進(jìn)進(jìn)度。因此，，成孔后應(yīng)用壓壓力水將孔內(nèi)內(nèi)泥漿沖頂出出地面。⑶填料——向孔內(nèi)倒入樁樁體材料。填料方式視土土質(zhì)情況：①將振沖器提出出孔口，往孔內(nèi)填料料，再降下振振沖器將填料料振密。如此此反復(fù)直至孔孔口。一般用用于孔壁比較較穩(wěn)定，無(wú)塌孔現(xiàn)象的的地層。②振沖器僅僅上升一定高高度，由孔口通過(guò)過(guò)吊管與孔壁壁間隙往下填填料，再下降降振沖器振擠擠密實(shí)，如此此反復(fù)直至孔孔口。適用于于土質(zhì)較軟，，孔壁不穩(wěn)的地地層。③由孔口連連續(xù)向孔內(nèi)填填料，并緩慢提升升振沖器，只只要達(dá)2022/10/2616到規(guī)定振密標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，即可繼繼續(xù)上提，直直至孔口。適用于土質(zhì)較較軟，間隙較較大，填料粒粒徑較小的情情況。（松砂地基基）對(duì)孔壁易坍塌的的軟弱地層，還常采用““先護(hù)壁，后成成孔”的方法，即即成孔過(guò)程中中，對(duì)易坍塌塌層段，從上上至下分段填填料振擠使孔孔壁密實(shí)，直直至設(shè)計(jì)加固固深度，再按按常規(guī)要求制制樁。加料時(shí)宜“少填勤填”，每次加料料以堆至孔底底高約0.8~1.0m為宜。⑷振密——將振沖器沉入入填料中工作作，使填料振振實(shí)，并將部部分填料擠入入孔壁土中，，從而使樁徑徑增大。隨著填料的不不斷擠入，孔壁土的約束力不斷提高，樁樁體密實(shí)度逐逐漸增大，振振沖器振動(dòng)負(fù)荷也越來(lái)越大，，振沖器電機(jī)機(jī)的電流值也隨之升高，，因此振沖器器電機(jī)的電流流值可間接反反映樁體的密實(shí)程度。表明某深度處處樁體已經(jīng)振振密的電2022/10/2617流值稱為“密實(shí)電流”。密實(shí)電流的大大小根據(jù)土質(zhì)質(zhì)情況、設(shè)計(jì)計(jì)要求由制樁樁試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)確定。通常常要超出空振振電流35~45A。⒉振沖擠密密法施工操作作要點(diǎn)⑴加料方式式——根據(jù)砂土的性性質(zhì)可采用加填料振密或不加填料振密密兩種方法處理理。對(duì)中砂或粗砂地地基，由于在振密密過(guò)程中振動(dòng)動(dòng)區(qū)頂層中粗粗砂易坍落，，成為自然補(bǔ)補(bǔ)給料源，故故可采用不加加料處理工藝藝。對(duì)粉細(xì)砂地基，在振密時(shí)不不易自行塌陷陷，宜采用加加料的處理工工藝。⑵關(guān)鍵是控制水水量大小、留留振時(shí)間、密密實(shí)電流和填填料量：2022/10/2618①水量大小要保證砂土充充分飽和，同時(shí)使返回回水流不攜帶帶出大量細(xì)顆顆粒為原則。。②留振時(shí)間間是指振沖器在在孔內(nèi)某一深深度處振動(dòng)的的時(shí)間。只有在在砂土充分飽飽和并有足夠夠的留振時(shí)間間的條件下，，才能使砂土土“完全液化化”并形成一一定的“液化化區(qū)”。③密實(shí)電流可間接反映砂砂土被擠密的的程度。④填料量可直接反映樁樁體直徑的大大小。一般控制標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：供水量為為200~400L/min；留振時(shí)間為為30~60S；密實(shí)電流流不小于50A；填料量為每每米不小于0.6m3。⒊施工順序序一般采用“由里向外”或“一邊向另一邊邊”這兩種方式式有利于擠走走部分軟土，，從而使后續(xù)續(xù)制樁比較容容易。當(dāng)?shù)鼗量辜魪?qiáng)度度較低時(shí)宜““間隔跳打”。另應(yīng)考慮慮相臨建筑。。2022/10/2619由里里向向外外由一一邊邊向向另另一一邊邊間隔隔跳跳打打臨近建筑物2022/10/2620八、、質(zhì)質(zhì)量量控控制制填料料要要求求⑴振振沖沖置置換換法法可用用含含泥泥量量不不大大的的碎碎石石、卵卵石石、、角角礫礫、、園礫礫等等硬硬質(zhì)質(zhì)材材料料。。常常用用碎碎石石粒粒徑徑為為20~50mm，最最大大不不宜宜大大于于80mm。⑵振振沖沖擠擠密密法法宜用用碎碎石石、卵卵石石、、角角礫礫、、園園礫礫、、礫礫砂砂、、粗砂砂、、中中砂砂等等硬硬質(zhì)質(zhì)材材料料。。1.檢查查振振沖沖施施工工和和各各項(xiàng)項(xiàng)施施工工記記錄錄、如如有有遺遺漏漏或或不不符符合合規(guī)規(guī)定定要要求求的的樁樁或或振振沖沖點(diǎn)點(diǎn)，，應(yīng)應(yīng)補(bǔ)做做或采采取取有有效效的的補(bǔ)救救措施施。。⒉施施工工結(jié)結(jié)束束后后，除除砂砂土土地地基基外外，，應(yīng)應(yīng)間間隔一一定定時(shí)時(shí)間間方可可進(jìn)行行檢測(cè)測(cè)。對(duì)對(duì)粘粘性性土土地地基基為為3~4周；；對(duì)對(duì)粉粉土土地地基基2~3周。。⒊可可用用單單樁樁靜靜載載試試驗(yàn)驗(yàn)檢檢測(cè)測(cè)，試試驗(yàn)驗(yàn)承承壓壓板板直直徑徑與與樁樁徑徑相相2022/10/2621同。。每每200~400根樁樁隨隨機(jī)機(jī)抽抽檢檢一一根根，，但但抽抽檢檢總總數(shù)數(shù)不不少少于于3根。。⒋對(duì)對(duì)砂砂土土或或粉粉土土地地基基，