港口工程建設中的振沖砂施工技術

楊磊

摘 要：振沖法被廣泛應用于港口工程加固軟土層施工當中，文章結合某港口工程項目，以振沖法為研究對象，闡述其施工特點以及工藝流程，其中涉及地基處理、施工方法選擇、振沖成孔、填料密實等內容，并提出試驗檢測以及質量控制措施，希望為相關工程提供參考。

關鍵詞：港口工程 振沖密實法 振沖成孔 填料

振沖法的主要原理就是將振沖器自身的產生的振動以及擠密產生的力，以此讓原本較軟的砂土地基有所穩固。另一種效果就是通過將地基的碎石樁進行加固來達到加固軟土地基的作用。此種方法又名振動水沖法。

1.工程概況

某港口工程采用連片式布置，總長238.55m，碼頭前沿設計底高程-7.3m，碼頭面高程+l0.0m。碼頭平臺基礎為10～100kg拋石基床和10～500kg拋填塊石，基礎持力層為粘土層、粉質粘土層、殘積粘土層、含泥碎石、全風化花崗巖層及強風化花崗巖層，拋石基床厚3.8～24.6m，基床頂高程為-7.3m。

2.振沖法的特點

振沖法擁有其他傳統施工方法不可比擬的優點，主要應用在土壤粘性的地基當中，采用振沖法可以實現地基土壤的置換作用.振沖法的優點所在就是可以在用振動器在土層中開始工作的同時逐段填入新的碎石或土壤，兩者結合起來可以改善軟土地基，增加地基的密實程度[1]。針對一些砂性地質的土壤來說，此方法就是利用振動器的作業對土地起到擠密的作用，此施工方法根據其工作原理可稱之為振沖擠密。深層次來說其具體步驟有兩步，都是針對砂質的土壤進行的：（1）先讓砂層達到飽和效果；（2）將該工藝產生的一些孔隙利用水平振動的作用變小，變得更加緊實。

3.地質分析及工藝選擇

振沖密實技術進行詳細的介紹如下，先選取位置，再進行壓實工作。因為該技術所產生的振動效果，加上飽和度的作用，會對地基中存在的較深的砂粒的位置產生深度的影響甚至發生改變，最終的效果都是讓地基更加緊實。此技術最適宜在含有細微材料的地質，且粘土含量<2%中的地基中使用。

在開始施工前，要先了解地基的土質情況，進行具體的勘測工作時，發現其中有兩種主要材質：（1）一些細微材料；（2）少量淤泥。針對此種地質，進行密實作業中會產生非常好的效果。為了讓整個工程達到更好的效果，針對此地質便開始實行振沖密實技術。

4.施工具體流程

4.1地基處理深度

確定該技術所施展的具體位置時，是一個比較復雜的工序，要依據回填料的厚度、地質深度等一系列的條件進行計算，深度約在8m處最為合適。施工方案中有如下幾點，填土工作要在地下+4m以下的層土進行，而且整個施工采用振沖密實技術。一般情況下，經歷以上步驟后，土質的厚度會發生5%～10%的減小現象。

在該過程中所用工具及技術參數為：履帶吊的型號為50T，振沖機械利用到的是功率為132KW的ZCQ-132B。進行振點的相關布置時先注意是雙振點，其次以2.5m的等邊三角形為基礎進行布點。

4.2振沖施工方法選用

依據施工流程的不同將振沖成孔的具體階段進行分類，有排孔、跳打、圍幕三種方式。

（1）排孔法：將地基依據之前設計好的位置進行打孔工作，打孔要按順序進行，由此確認每個孔位都進行打孔作業，對整個施工作業起到了良好的輔助作用。但是要注意不能將孔打的太密，因為這樣做會導致后續的打孔工作很難開展，出現偏移。

（2）跳打法：即不按順序打孔，在相間隔的進行打孔。這種方法可以讓振沖效果明顯，可是缺點是會發生漏打現象。

（3）圍幕法：利用到的是由外及里的方式進行打孔，最后匯集到中心的打孔方式。此方法也是隔圈開展工作，此方式的優點是降低其他孔的打孔工作產生的對另外的孔的負面影響。此方法適宜較大工程。

以上方法選擇時要結合實際進行，因為本工程中涉及作業面范圍比較狹長，所以利用排孔法較為合適。

4.3振沖成孔

此環節中，為了保證施工質量，振沖器進行工作的時候要垂直施工，要注意保持設備需保持在水平位置不傾斜的情況下作業。該過程中，為了防止噴嘴堵塞現象的發生，要讓噴嘴一直處于水流狀態。

4.4振沖填料密實

填筑的過程中，先將振沖器進行向上位移，再從孔周圍向下填料，與此同時保持設備是處于工作狀態。其目的是為了讓地基的下半部分更加密實穩定。之后將振動器再向上位移0.5m，繼續之前的工作，完成全部的填料。具體如圖1所示。

在該過程中地面標高因為振動的影響，會出現偏移，導致地面出現凸凹現象。為了緩解這一現象的發生，事后要利用鏟車進行地面處理。

4.5試驗檢驗

根據方案可知，施工過程中，測試相應的承載力時其基礎是在2500m2地基。進行具體的測試之后，在7個工作日內，要依據專業人員進行再次的位置測試。該試驗要求如下所示：

（1）負荷施加壓力值，最大值需時壓力的2倍，將承載壓力設置為300kN/m2。遞增過程依據最大負荷的20%進行。

（2）荷載增加，要循序進行，地基下沉的速度<0.25mm/h。

（3）加載試驗區域的最小橫向寬度≥1.0m。

（4）驗收標準：若所施加設計值1.5倍荷載的時候，地基出現的下沉<25mm；另一個標準是形成了>20000kN/m3的反力模量。

整個工程利用振沖密實技術后，依據相關的標準進行核查，得出此時地基具體的承載力等相關數值，經檢驗，滿足設計要求。

5.施工質量控制

水量的控制以及對于振沖時間的把握就是工程施工的關鍵所在。這是因為前者對于地基所含的砂土發生明顯的液化現象，只要水量合適即可。對后者進行精準掌控的話，會在砂土液化完畢后，進行重新的內部結構排列，以此讓地基的密實性增強。當然針對不同的地基，所進行的施工當然也會存在不一樣的地方。若地質以粉細砂為主，調料工作要在產生位移的振沖器之后進行。要注意，因為這時孔中存在傳力介質，會讓整個地基的密實效果更加顯著。若地質以中粗砂為主，產生位移的振沖器會導致孔壁發生大幾率的坍塌意外，此時不需要進行調料就可以讓地基更加密實。若地質中是比較厚的干砂時，為了施工的方便，可以先選擇進行補水工作，讓砂土處于飽和狀態。

完成了振沖作業之后，因為此時會出現地下1m處的土質的承載力不達標的問題，為了解決該問題，可以選擇進行緊急壓緊工序。

此工程設計具體要求，巧擊不能大于標貫擊數。根據相應的測試結果可知，其是完全符合的，因為單孔擊數的最小平均值都是>15擊的。

6.結語

本文具體結合了一個工程實例，對于振沖法的相關工藝在港口中的具體應用進行了詳盡的分析。也是對該技術的一個發展完善的過程。振沖法的應用價值十分大，在港口工程或者其他水下工程中都有自己的價值。

參考文獻：

[1]徐翔，李清鵬.振沖砂施工技術在港口工程中的應用[J].珠江水運，2019（10）：99-100.

[2]李繼才，叢建，曹軍.振沖法加固砂土地基工藝選擇及施工參數控制[J].水運工程，2018（10）： 197-202.

[3]熊祥俊.振沖加固技術在港口地基處理中的應用[J].山西建筑，2017（25）：87-88.