淺談無填料振沖施工工藝在地基處理中的應用

王波

摘 要：濰坊港中港區東作業區泊位后方為吹填土形成，地層為沖填土、粉砂，地基承載力較低，液化等級為中等，采用無填料振沖施工工藝，提高地基承載力，探討地基處理過程質量控制措施。

關鍵詞：吹填區；振沖施工；質量控制

1 引言

無填料振沖是利用振沖器的強烈振動和壓力水沖貫入到土層深度，使松砂地基加密，形成強度大于周圍土的樁柱并和原地基土組成復合地基，以提高地基整體強度的加固技術。具有工藝簡單、經濟實用、效果顯著等優點。

2 工程概況

濰坊港中港區東作業區泊位后方堆場地基處理，采用無填料振沖法處理地基，地基處理面積約為34.57萬m2。為保證碼頭建筑結構安全，無填料振沖處理區應從距離碼頭前沿線25.0m起，至碼頭前沿線后方500.0m范圍內。碼頭前沿線后方25.0m～40.0m范圍內振沖深度應按實際情況確定，避免破壞拋石棱體倒濾層。

3 地基處理設計和施工工藝

3.1 本工程地基處理設計標準

（1）提高地基承載力：碼頭前沿區地基承載力特征值≥150kPa，堆場地基承載力特征值≥130kPa；

（2）沉降要求：交工后15年沉降量≤50cm；

（3）壓實度≥93%；

（4）地基處理深度：處理深度10.0m，且達到原海底面以下1.0m。

3.2 振沖施工工藝

3.2.1 工藝流程

施工準備→定標放線→振沖機定位→振動設備檢查完好性→下放振沖器至砂面標高→啟動水泵→啟動振沖器→振動沖孔→勻速下沉至設計標高→留振、分段提升、留振、勻速提升至孔口留振→第一次成孔→依次重復三次后移至下一孔位→重復振沖→效果檢測→驗收。

3.2.2 振沖點布置、點距排距

根據設計振沖范圍及密布效果的要求，振沖點按等邊三角形布置成梅花形，振沖點間距重箱堆場區和碼頭前沿區為2.4m，其他區域為2.6m。

3.2.3 振沖深度

根據地基處理深度：處理深度10.0m，且達到原海底面以下1.0m的設計要求。確定碼頭前沿線及各個場區的海底面標高，結合吹填高度，確定振沖深度。

3.2.4 留振時間

采用3次成孔成形法，對準樁位后，將振沖器勻速貫入砂層，直達設計深度，振沖器抵達設計深度后停止進尺，留振約30s，然后每提升50 cm繼續留振8s～10s，孔口留振時間為30s。周而復始，直至振沖器提出孔口為止。

3.3 施工方法

根據本項目吹填土層特點，為保證地基處理效果，單個振沖器功率為75KW，振沖孔間距為2.6m（2.4 m），正三角形布置，孔深不小于10m且達到原海底面以下1.0m，采用3次成孔成形法（三次下沉，三次提升），三次振沖法施工要求如下。

3.3.1 采用起重機等設備升降振沖器

3.3.2 振沖施工按下述步驟進行

（1）準備：場區大面積擾動、排水，清理平整場地，布置樁位；（2）就位：移動起重機，使振沖器對準樁位；（3）成孔：啟動水泵和振沖器，水壓控制在0.2MPa～0.6MPa，水量控制在200L/min～400L/min，振沖貫入速度為：1m/min～2m/min，上拔速度為3m/min～5m/min；（4）提升：達到設計深度后留振30s后提升振沖器；（5）振密實：勻速下沉至地面以下10.0m，留振30秒，勻速上拔，每間隔0.5m留振8～10秒直至地面，孔口處留振30秒。

重復上述（3）、（4）、（5）步驟兩遍，完成后移至下一組樁施工。

3.3.3 排水、推土機碾壓

無填料振沖結束后，用挖機在地基處理區四周進行明溝的開挖，然后用推土機進行擾動碾壓，加快土體的固結。

3.3.4 振動碾壓：振動壓路機碾壓6～8遍。

3.3.5 組織承包商對振沖前后場地標高進行測量，并做好詳細記錄，對工前后標高對比，計算出區域平均沉降量。

4 振沖施工質量控制標準

施工過程質量控制要素主要有：樁位偏差、施工深度、留振時間的控制。

4.1 樁位偏差控制

（1）由于土質不均勻，造孔時易向土質軟的一側偏移。糾正方法可使振沖器向硬土一側對樁位并開始造孔，偏移量多少在現場施工中確定；（2）振沖器導管上端橫拉桿拉繩拉力方向或松緊程度不合適造成振沖器偏移。糾正方法調整拉繩方向和松緊度；（3）當制樁結束發現樁位偏移超過規范或設計要求時，應找準樁位重新造孔至偏移處，加密成樁。

4.2 孔深控制

（1）在振沖器和導管安裝完后，應用鋼尺丈量并在振沖器和導管標出長度標記，一般0.5m為一段，使操作人員據此控制振沖器入土深度；（2）應了解地面高程變化情況，依據地面高程確定應造孔的深度；（3）施工中當地面出現下沉或淤積抬高時，振沖器入土深度也要做相應的調整，以確保成樁長度。

4.3 留振時間控制

（1）為保證留振時間準確性，在振動條件下設定留振時間可能發生變化，應及時檢查；（2）施工中應確保留振時間；（3）應定期檢查電氣設備，不合格，老化，失靈的原器件應及時更換。

5 檢測要求

施工過程中應對場地地面高程變化和深層水平位移進行監測，必要時應對地下水位進行監測。

（1）地基處理施工后間隔14天以上進行檢測；（2）地基處理效果普查采用標貫試驗進行，測點密度為每3000平方米一個測點；（3）檢測振沖深度是否滿足施工圖振沖處理深度要求；（4）標準貫入試驗間距為1.0m（在柱狀圖中給出N值得詳細標高）；（5）標貫試驗薄弱區每個區做不少于3處荷載板試驗，荷載板面積1.5m×1.5m；（6）地基處理后地基承載力特征值應滿足地基處理設計標準，消除處理深度范圍內土層的液化問題。

地基處理后靜載荷試驗檢測地基承載力

根據《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）附錄A“處理后地基靜載荷試驗要點”的規定，通過分析各試點的p-s曲線特征，確定該3個試點（振沖點間距2.6m，標貫試驗薄弱區）的處理后的地基承載力特征值均為135kPa，滿足130kPa的設計要求。

6 結束語

無填料地基振沖處理后，根據標貫檢測報告發現某些部位擊數低于設計要求，這可能是留振時間未達到設計時間或該部位地質狀況相對較差所致，施工中應嚴格控制施工參數，在薄弱區增加留振時間，盡量避免返工或補振。荷載板試驗檢測地基承載力比標貫檢測值偏高，數值具有代表性，在無填料振沖處理后增加普夯施工工藝，會大大提高地基承載力。無填料地基振沖施工工藝在粉砂土地基處理效果明顯，具有工期短、造價低等優點，是一種可推廣應用的經濟型地基處理方法。