共振法處理液化地基技術(shù)在鹽豐高速公路的應(yīng)用

摘 要：共振法處理液化土是一種新型的處理液化地基的方法，根據(jù)鹽豐高速公路上的應(yīng)用實(shí)踐，表明共振法在處理純液化土地基上具有造價(jià)低，施工便捷，處理效果可靠等優(yōu)點(diǎn)，具有很大的工程應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：液化地基；共振法；高速公路

引言

鹽淮高速公路鹽城至大豐段（鹽豐高速）是江蘇省“五縱九橫五聯(lián)”高速公路網(wǎng)規(guī)劃中“橫二”豐（沛）縣至大豐高速公路的重要組成部分，位于江蘇省鹽城市，東接大豐港，西與S18鹽淮高速公路、G15沈海高速公路銜接，路線全長(zhǎng)36.591公里。項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)策應(yīng)沿海開發(fā)戰(zhàn)略，提升港口集疏運(yùn)條件，服務(wù)大豐港城發(fā)展，進(jìn)一步完善區(qū)域高速公路網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)沿線區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等均具有十分重要的意義。

根據(jù)《鹽淮高速公路大豐至鹽城段工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》：線路所在區(qū)設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g，抗震設(shè)防烈度Ⅷ度，地震分組為第一組。因此需對(duì)場(chǎng)址區(qū)20m以淺全新統(tǒng)砂性土進(jìn)行液化判別。

項(xiàng)目區(qū)20m以淺主要分布的全新統(tǒng)砂性土層為1-2c及1-3層粉土，按相關(guān)規(guī)范原則判別：1-2c及1-3層粉土整體具輕微～中等液化潛勢(shì)，全孔液化指數(shù)Ile=0.11～17.93。其中中等液化里程段落為K1+000～K1+090、K2+400～K2+950、K3+600～K4+800、K5+100～K6+200、K6+500～K7+350、K8+600～K8+940、K11+200～K11+530段。

傳統(tǒng)的液化土處理方法主要有碎石樁、水泥攪拌樁，項(xiàng)目區(qū)石料匱乏，而本項(xiàng)目液化土范圍廣，處理段落長(zhǎng)，采用碎石樁或水泥攪拌樁處理工程費(fèi)用較高。

1 共振法簡(jiǎn)介

共振密實(shí)法是國(guó)外上世紀(jì)末發(fā)展起來的一項(xiàng)新的可液化地基處理方法，該方法使用類似沉管灌注樁的施工機(jī)械，將中間開孔的扁平狀桿件在固定于其頂部的振動(dòng)器的作用下以振動(dòng)方式沉入土中，調(diào)整振動(dòng)器的頻率來達(dá)到土-振動(dòng)桿系統(tǒng)的共振頻率來實(shí)現(xiàn)土體密實(shí)。在共振狀態(tài)下，使周圍土層獲得最佳的能量傳遞從而起到加固作用。

根據(jù)共振法的特性，共振法主要適用于處理無(wú)軟土分布的中等液化路段，為避免施工期振動(dòng)的影響，一般要求周邊無(wú)重要構(gòu)造物或房屋。與擠密碎石樁法不同，該方法無(wú)需砂石骨料置換土體，僅靠貫入過程的振動(dòng)，使土顆粒重新排序達(dá)到致密狀態(tài)。其施工簡(jiǎn)單方便、加固效果顯著、工程造價(jià)低，在國(guó)外得到廣泛應(yīng)用。

2 設(shè)計(jì)方案和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

根據(jù)共振法的特性，本項(xiàng)目適宜采用共振法處理的段落主要有海堤復(fù)河大橋、規(guī)劃河中橋、規(guī)劃路中橋、中心河大橋的橋頭段。共振法設(shè)計(jì)布點(diǎn)采用梅花形布置，根據(jù)共振時(shí)加固影響范圍測(cè)算，本項(xiàng)目共振點(diǎn)處理間距1.8m，處理深度至液化土分布范圍，設(shè)計(jì)處理深度9～13m，一般處理段落長(zhǎng)度為50m左右。

共振法處理后地基有較明顯的沉降，因此相對(duì)于碎石樁和攪拌樁處理方案增加一定的沉降補(bǔ)償土方，經(jīng)測(cè)算，共振法具有非常明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，本項(xiàng)目采用共振法處理的路段總長(zhǎng)為347米，采用共振法在處理總費(fèi)用約379.1萬(wàn)，但如果相同路段采用碎石樁或水泥攪拌樁處理，工程費(fèi)用將達(dá)到1383.7萬(wàn)和608.3萬(wàn)元，較共振法處理增加1004.6萬(wàn)和229.2萬(wàn)元，具有非常明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

3 施工控制

測(cè)量放樣布設(shè)施工點(diǎn)位，起重機(jī)懸吊十字振動(dòng)翼到指定區(qū)域，并對(duì)樁位點(diǎn)進(jìn)行對(duì)中。機(jī)械就位時(shí)考慮“退打”方向，以便機(jī)械進(jìn)出。調(diào)整振動(dòng)錘的頻率，啟動(dòng)振動(dòng)錘，使十字振動(dòng)翼向下振動(dòng)，振動(dòng)下沉?xí)r注意十字振動(dòng)翼的垂直度，施工采用的是履帶吊設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)施工人員要及時(shí)觀察振動(dòng)翼的垂直度，操作人員要緩慢放松鋼絲繩。十字振動(dòng)翼的下沉速度控制在1.2m/min以內(nèi)，達(dá)到設(shè)計(jì)深度然后邊振邊提直至原地面，提升速度控制在2.5m/min以內(nèi)。

由于施工中的出水現(xiàn)象，采用水泵排水和人工排水相結(jié)合的方法進(jìn)行排水。在場(chǎng)地的分區(qū)線上開挖排水溝并在中間分區(qū)線交叉處設(shè)置積水坑，將積水由排水溝匯集到積水坑，再用水泵將水排出到場(chǎng)地外合理的排水通道。

施工過程應(yīng)檢查振動(dòng)頻率、密實(shí)點(diǎn)位置和間距、振動(dòng)密實(shí)深度、單點(diǎn)振密時(shí)間等參數(shù)，同時(shí)檢查排水情況和是否及時(shí)排水。

4 效果評(píng)價(jià)

共振法施工后，應(yīng)由具有資格的單位依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）進(jìn)行檢測(cè)，以場(chǎng)地共振法處理深度范圍內(nèi)不發(fā)生液化為標(biāo)準(zhǔn)。

施工結(jié)束14～28天后，對(duì)共振點(diǎn)和共振點(diǎn)間土體分別用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT）和靜力觸探試驗(yàn)（CPT）進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)頻率為每20米處理長(zhǎng)度隨機(jī)抽取一點(diǎn)進(jìn)行。并對(duì)地面標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算處理后的下沉量。

根據(jù)工后現(xiàn)場(chǎng)對(duì)共振點(diǎn)和共振點(diǎn)間土體進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果，共振法處理后的路段全部消除了液化。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）共振法主要適用于粘粒含量不大于10%的粗粒土，本項(xiàng)目在無(wú)粘土層或粘土層較薄的粉、砂性土中進(jìn)行了應(yīng)用，效果可靠?？紤]到振動(dòng)的環(huán)境影響，共振法一般還要求場(chǎng)地周邊無(wú)重要的構(gòu)造物或民房。

（2）共振法技術(shù)成熟可控，但應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較少，不同地區(qū)的土質(zhì)條件存在差異，主要的施工技術(shù)參數(shù)（如共振頻率、振點(diǎn)間距等）需要結(jié)合各地區(qū)的實(shí)際應(yīng)用情況不斷總結(jié)。

（3）與碎石樁、攪拌樁等處理方法比，共振法施工簡(jiǎn)單方便，造價(jià)最低，且加固效果顯著，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

參考文獻(xiàn)

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