地基處理之振沖擠密樁施工工藝工法簡單明了

振沖擠密樁施工工法一、概述振沖法是振動(dòng)水沖法的簡稱，按加固原理不同又分振沖置換法和振沖密實(shí)法兩種。振沖置換法也稱振動(dòng)水沖碎石樁法，適用于處理不排水抗剪強(qiáng)度≥20kPa的粘質(zhì)土、粉質(zhì)土、飽和黃土等地基。其加固機(jī)理利用振沖器在一定控制電流值下，產(chǎn)生一定頻率和振幅的水平向振動(dòng)力，與一根從振沖器中心穿過的高壓水管所噴出的高壓水，邊沖邊振，在軟弱粘質(zhì)土地基中成孔，再在孔內(nèi)分批填入碎石等堅(jiān)硬材料制成粗大密實(shí)的樁體，并與樁周的粘質(zhì)土構(gòu)成復(fù)全地基。復(fù)合地基中的樁體有應(yīng)力集中和砂井排水雙重作用，樁長未到達(dá)硬土層時(shí)復(fù)合地基又起著墊層的作用，因而能提高地基抗剪強(qiáng)度和整體承載力，減少沉降。振沖密實(shí)法主要適用于加固粘粒含量小于10%的細(xì)砂以至礫砂的松散砂層地基，加固原理是依靠振沖器的強(qiáng)烈振沖使飽和砂層發(fā)生液化，砂顆粒重新排列、孔隙減小。依靠振沖器的水平振動(dòng)力，把振沖中填入的大量粗集料擠入周圍砂層使地基密度增加（達(dá)75%以上）孔隙減少，抗液化性增強(qiáng)。同時(shí)由于振沖時(shí)向振沖孔內(nèi)填筑碎礫石形成反濾性能良好的豎向排水減壓渠道，加速地基排水固結(jié)。振沖法有施工方便、機(jī)具簡單、工期快、成本低，收效高等優(yōu)點(diǎn)。二、施工設(shè)計(jì)技術(shù)要求及參數(shù)（一）振沖置換法1、加固范圍：一般在基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大1-2排樁，對可液化地基應(yīng)擴(kuò)大2-4排樁。2、樁的直徑：振沖樁的特點(diǎn)是基土越軟、振動(dòng)越大，樁徑也越粗，反之就越細(xì)。因此樁體直徑豎向并不均勻，只是按填料量估算平均直徑，一般為0.8m-1.2m。3、樁的間距：應(yīng)根據(jù)荷載和基土的抗剪強(qiáng)度確定，一般為1.5m-2.5m，荷載大的、基土強(qiáng)度低的或樁端未達(dá)硬土層的應(yīng)取小值，反之可取大值。樁位按等邊三角形或正方形布置。4、樁的深度：或稱樁長即墊層底面以下樁的實(shí)有長度，一般為4m-10m。當(dāng)硬土層埋藏深度不大（小于10m）時(shí)，樁長應(yīng)伸至硬土層；當(dāng)硬土層埋藏較深，應(yīng)按建筑物地基的允許變形值確定；在可液化的地基中，樁長應(yīng)按要求的抗震處理深度確定。5、樁體材料：可用泥量不大于10%的硬質(zhì)碎石、礫卵石，粒徑不宜超過8cm，通常為2cm-5cm；無級(jí)配要求。（二）振沖密實(shí)法1、加固范圍：基礎(chǔ)外緣每邊放寬不得小于5m（相當(dāng)于2-3排振沖點(diǎn)間距）。2、振沖點(diǎn)間距：振沖點(diǎn)宜按等邊三角形或正方形布置。間距應(yīng)根據(jù)基土的顆粒組成、要求達(dá)到的密實(shí)度、地下水位、振沖器功率、水量等因素，通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定。一般可取1.8m-2.5m，使用75kW大型振沖器時(shí)可加大為2.5m-3.5m。3、振沖深度：當(dāng)可液化土層不厚時(shí)應(yīng)穿透整個(gè)液化土層；當(dāng)可液化土層較厚時(shí)應(yīng)按抗震要求確定。三、施工1、施工準(zhǔn)備1）要做好三通：保證施工所需足夠的水量、水壓；三相、單相兩種電源，如果沒有電源需自備發(fā)電機(jī)組；場內(nèi)外運(yùn)輸?shù)缆窌惩ā?）場地布置：平整場地后妥善布置供水管、電路、運(yùn)道、清水池、泥水排放溝、沉淀地、堆料場地等。3）測量定位：測定加固區(qū)高程，宜為設(shè)計(jì)樁頂高程以上1m，訂出樁點(diǎn)位置（偏差不大于5cm），并按先外圈后內(nèi)圈的振沖順序編號(hào)。4）機(jī)具準(zhǔn)備：不論是振沖置換還是振沖密實(shí)，其施工用主要機(jī)具都是：振沖器、吊機(jī)、水泵、控制操作臺(tái)。振沖器構(gòu)造見圖5-101，其主要技術(shù)性能見表5-58；吊機(jī)要求起重能力為100kN-200kN，起吊高度大于加固深度3m以上，并加設(shè)導(dǎo)向架與吊機(jī)臂臨時(shí)固定；水泵及供水管壓力宜為0.6MPa-0.8MPa，流量宜為20m3/h-30m3/h；控制電流和水壓的操作臺(tái)須附150A以上容量的電流表、500V電壓表。設(shè)備和主要儀表均應(yīng)在開工前嚴(yán)格檢查調(diào)試完畢。此外還有加料斗或翻斗車等。振沖器主要技術(shù)性能表5）做振沖試驗(yàn)，以便確定成孔施工合適的數(shù)據(jù)，如水壓、水量、成孔速度及填料方法、達(dá)到土體密實(shí)度時(shí)的密實(shí)電流值和留振時(shí)間等。2、振沖置換施工工藝1）將振沖器按擬振樁點(diǎn)編號(hào)順序?qū)?zhǔn)，開動(dòng)振沖器、水源電源，檢查水壓，電壓和振沖器空載電流，一切正常后開啟振沖器噴水。2）振沖器依靠自重在振動(dòng)噴水作用下以1m/min-2m/min的速度徐徐沉入土中，觀察并記錄沉入深度和電流變化，若電流超過電機(jī)額定值時(shí)，必須減緩下沉速度，每沉入0.5m-1.0m，宜在該高度段懸留振沖5s-10s擴(kuò)孔，將孔內(nèi)泥漿溢出時(shí)再繼續(xù)沉入。3）當(dāng)下沉達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，振沖器應(yīng)在孔底適當(dāng)留振，并減小射水壓力（一般保持100kPa），以便排除泥漿進(jìn)行清孔。也可將振沖器以1m/min-2m/min勻速連續(xù)沉至設(shè)計(jì)深度以上0.3m-0.5m，然后以3m/min-6m/min勻速提出孔口，再同法沉至孔底，如此反復(fù)1-2次，最后在設(shè)計(jì)深度以上0.3m-0.5m處適當(dāng)留振1m/min-2m/min，以達(dá)到擴(kuò)孔目的。4）加料振密：將振沖器提出孔口，往孔內(nèi)加料，每次0.5m3-0.6m3，然后把振沖器沉入填料中進(jìn)行振密，并使填料擠向孔壁軟土中。當(dāng)樁體直徑不再擴(kuò)大時(shí)，電機(jī)電流即迅速增大，當(dāng)達(dá)到試驗(yàn)所得的密實(shí)電流值，則認(rèn)為該處的樁體已經(jīng)振實(shí)；否則應(yīng)再提起振沖器繼續(xù)加料，再沉入振沖器振密，直至該處振密時(shí)電流達(dá)到規(guī)定的密實(shí)電流值為止。密實(shí)電流值一般應(yīng)超過振沖器空載電流150A-30A以上。5）重復(fù)上一工序：提出振沖器、加料、沉入振沖器振密，直至樁頂?？字忻看渭恿细叨葹?.5m-0.8m，如在砂土中制樁時(shí)，振沖器可不提出孔口，采用邊振邊加料，連續(xù)填料，直到此深度處的樁體密實(shí)電流達(dá)到規(guī)定值后，才將振沖器上提0.3m-0.5m，繼續(xù)加料振密，多次反復(fù)直至樁頂。振密過程中，宜小水量的噴水補(bǔ)給，以降低孔內(nèi)泥漿密度，利于填料下沉，使填料在水飽和狀態(tài)下振搗密實(shí)。3、振沖密實(shí)施工工藝1）振沖器就位后應(yīng)安放鋼護(hù)筒，使振沖器對準(zhǔn)護(hù)筒軸心；2）將振沖器徐徐下沉，同置換法工藝2）；3）振沖器達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，將水壓和水量降至孔口有一定量回水，但無大量細(xì)顆粒帶出的程度，將填料堆于護(hù)筒周圍；4）填料在振沖器振動(dòng)下，依靠自重沿護(hù)筒周壁下沉至孔底，在電流升高到規(guī)定的密實(shí)電流值后將振沖器上提0.3m-0.5m；5）重復(fù)上一工序，直至全孔處理完畢后關(guān)閉振沖器和水泵；6）不加填料依靠周壁砂層塌陷密實(shí)的，其施工方法亦大體相同，在使振沖器沉至設(shè)計(jì)深度、留振至規(guī)定的密實(shí)電流值后，將振沖器上提0.3m-0.5m，如此重復(fù)進(jìn)行直至完成。振沖施工，地表的1m左右比較疏松，一般應(yīng)予挖去，換鋪0.3m-0.5m厚碎石墊層，碾（振）壓密實(shí)，并使符合基礎(chǔ)底面設(shè)計(jì)高程。施工過程排出的大量污泥必須從排水溝引至沉淀池以免污染環(huán)境。四、質(zhì)量要求和檢驗(yàn)1．質(zhì)量要求施工過程應(yīng)逐樁作出詳細(xì)記錄，包括時(shí)間、高程、填料量、密實(shí)電流值和留振時(shí)間，但關(guān)鍵是控制好后三個(gè)指標(biāo)：水壓及水量：造孔水壓控制在400kPa-600kPa之間，水量以200L/min-400L/min為宜。造孔接近孔底及在振密過程中水壓以100kPa、水量以200L/min為宜；電壓及電流：施工中應(yīng)保證電壓380V±20V，孔底應(yīng)保證50A的密實(shí)電流、樁身以40A-50A的密實(shí)電流為宜，孔口以下范圍內(nèi)應(yīng)保證55A的密實(shí)電流；留振時(shí)間：一般控制在20s-30s之間；開振前應(yīng)嚴(yán)格檢查電流表是否按“O”，并作出記錄，如誤差較大，應(yīng)及時(shí)檢查或更換以防發(fā)生質(zhì)量事故；應(yīng)加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量檢查，要隨時(shí)檢查施工記錄，發(fā)現(xiàn)樁點(diǎn)遺漏、樁位偏差或不滿足要求的樁點(diǎn)應(yīng)及時(shí)糾正或采取補(bǔ)救措施。振沖結(jié)束粘質(zhì)土地基應(yīng)間隔3-4周、粉質(zhì)土