邢紅熙

（天津華勘集團(tuán)有限公司， 天津 300000）

振沖密實地基處理是以起重機(jī)吊起振沖器，啟動潛水電機(jī)帶動偏心塊，使振動器產(chǎn)生高頻振動，同時啟動水泵，通過噴嘴噴射高壓水流，在邊振邊沖的共同作用下，將振動器沉到水中的一定深度，經(jīng)清孔后，從地面向孔內(nèi)逐段填入碎石，達(dá)到要求的密實度后即可提升振動器，如此重復(fù)填料和振密，是一種快速且有效的加固方法。

振沖密實加固砂層的原理是：一方面依靠振沖器的強(qiáng)力迫使飽和砂層發(fā)生液化，砂土顆粒重新排列，孔隙減少，改善排水通道；另一方面依靠振沖器的水平振動力，在加回填料的情況下，通過填料使砂層擠壓加密。

1 工程地質(zhì)概況

工程場地位于天津南港工業(yè)區(qū)內(nèi)，為填海造陸形成，現(xiàn)地面高程約3.5～4.5m，地形平坦。

根據(jù)勘察結(jié)果，場地地層依次為：

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該場地設(shè)計抗震加速度為0.15g，對應(yīng)地震地震基本烈度為Ⅶ度，經(jīng)砂土液化判別結(jié)果顯示，勘區(qū)地層內(nèi)局部①吹填砂、③-1粉土、③-3粉細(xì)砂為液化土，①吹填砂液化等級為嚴(yán)重，③-1粉土、③-3液化等級以輕微～中等為主，局部為嚴(yán)重。

根據(jù)場區(qū)設(shè)計要求，需要對場地地層進(jìn)行地基處理，使吹填砂承載力特征值≥130kPa，消除吹填砂液化。

2 現(xiàn)場試驗

2.1 現(xiàn)場試驗概況

根據(jù)場地情況，在大規(guī)模施工前，進(jìn)行了現(xiàn)場試驗。試驗區(qū)分為兩個試驗區(qū)，面積均為20m×20m。振沖機(jī)械設(shè)備采用振沖器ZCQ-75，功率為75kW。

振沖地基加固的施工方法和要求：

1）試驗區(qū)分為試驗一區(qū)和試驗二區(qū)。試驗一區(qū)振沖樁間距為2m，呈等邊三角形布置，共116個樁位；試驗二區(qū)振沖樁間距為2.5m，呈等邊三角形布置，共77個樁位。振沖深度均為8m。

2）樁身采用質(zhì)地堅硬的礫砂、粗砂、中粗砂等材料回填，最大粒徑小于5cm。

3）振沖試驗施工工藝流程

振動下沉至孔底→留振→振動上拔→分段留振(每50cm)→成樁結(jié)束，關(guān)閉水泵及振沖器，移至下一根樁。

試驗的目的是評價該工法在本場地的適宜性，并確定振沖樁間距、振沖深度和留振時間以及振密時的電流量等施工工藝參數(shù)。通過地基處理后的檢測以及處理過程中的監(jiān)測。確定其處理效果，為將來大面積施工提供可靠的監(jiān)測和檢測手段。

2.2 試驗檢測分析

現(xiàn)場試驗工程中的監(jiān)測和檢測內(nèi)容包括沉降監(jiān)測、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗和載荷板試驗。

1）沉降檢測

兩個試驗區(qū)均按5m×5m網(wǎng)格對處理前和處理后的場地地面標(biāo)高進(jìn)行了觀測。試驗一區(qū)試驗前場地平均標(biāo)高為3.63m，試驗后場地平均標(biāo)高為3.32m，場地平均沉降值為0.31m。試驗二區(qū)實驗前平均標(biāo)高為3.78m,試驗后場地平均標(biāo)高為3.52m，場地平均沉降值為0.26m。

兩個試驗區(qū)均有明顯沉降，且試驗一區(qū)沉降量大于試驗二區(qū)沉降量。由此可以判斷地基處理后的地基土孔隙率有所下降，地基土得到一定程度的密實，地基承載力得到一定程度的提高，而且試驗一區(qū)處理效果要比二區(qū)明顯一些。這與一區(qū)振沖點(diǎn)比二區(qū)振沖點(diǎn)密集一些是相吻合的，說明在利用振沖法進(jìn)行大面積施工時，選取適宜的振沖點(diǎn)間距等工藝參數(shù)是很有必要的。

2）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗

振沖密實地基處理后進(jìn)行標(biāo)貫試驗，兩個試驗區(qū)分別在樁間土位置均勻布置20個標(biāo)貫孔，試驗結(jié)果下表所示：

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3）砂土液化判別

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011-2010），按地震基本烈度為Ⅶ度（0.15g）設(shè)防要求考慮，采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗法對試驗深度范圍內(nèi)的飽和砂土、粉土進(jìn)行了砂土液化判別，判別方法如下：

式中：

式中：

β——調(diào)整系數(shù)，設(shè)計地震第一組取0.80。

經(jīng)砂土液化判別結(jié)果顯示：兩個試驗區(qū)標(biāo)貫孔在回填砂深度范圍內(nèi)，能夠明顯改善回填砂液化的現(xiàn)象，能達(dá)到消除回填砂液化要求。

3）載荷板試驗

在振沖地基處理后2周，對試驗區(qū)進(jìn)行了載荷板試驗，為避免偶然誤差的出現(xiàn)，對每個分區(qū)作了3組試驗，用來確定振沖試驗后地基承載力的標(biāo)準(zhǔn)值。載荷板試驗采用慢速維持加載法，即每加l級荷載待下沉量到相對穩(wěn)定后再加下1級荷載。承壓板尺寸為1m×1m。加荷從60kN開始，每級增加30kN荷載，兩個分區(qū)荷載均增加到300kN時，滿足終止加荷條件。載荷板試驗結(jié)果如下表：

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由于誤差的存在，使得每個載荷試驗點(diǎn)所確定的地基承載力特征值不相同，但是每個試驗點(diǎn)所確定的承載力特征值均≥設(shè)計承載力(130kPa)，這說明采用振沖地基處理飽和吹填土地基能夠達(dá)到增加地基承載力的目的，滿足設(shè)計要求。

3 結(jié)論建議

（1）砂土液化判別結(jié)果顯示，兩個試驗區(qū)雖然樁間距不同，但均能明顯改善回填砂液化現(xiàn)象，滿足消除砂性土液化的要求。

（2) 從載荷板試驗結(jié)果顯示，振沖密實地基處理能夠明顯增加回填砂的承載力，達(dá)到加固飽和液化砂性土的目的。

（3）利用振沖密實地基處理液化吹填砂是可行的，能夠達(dá)到增加承載力和消除液化的目的，且為大面積進(jìn)行吹填砂淺地基處理提供了技術(shù)參數(shù)。

（4）在施工質(zhì)量上兩個試驗區(qū)均能達(dá)到設(shè)計要求，而試驗二區(qū)的施工方案相對于試驗一區(qū)的施工方案，工期短、工程量小、成本投入低，因此在大面積進(jìn)行地基處理時應(yīng)采用試驗二區(qū)的施工方案，即樁間距采用2.5m。