無(wú)填料振沖密實(shí)法處理深厚吹填土地基的工程應(yīng)用

摘 要： 文章以濰坊港中港區(qū)西作業(yè)區(qū)液化品庫(kù)區(qū)地基（預(yù)）處理工程為例，圍繞無(wú)填料振沖密實(shí)法展開(kāi)探究，先闡述了無(wú)填料振沖擠密法施工工藝原理與工藝應(yīng)用要點(diǎn)，并分析了項(xiàng)目的施工難點(diǎn)與解決措施，希望可以為有關(guān)工程施工單位提供借鑒。

關(guān)鍵詞： 無(wú)填料振沖密實(shí)法;吹填土層;地基工程

一、 引言

無(wú)填料振沖密實(shí)法多用于對(duì)黏粒不超過(guò)10 % 的中砂以及粗砂地基進(jìn)行處理，其具有施工速度快、成本低、工期短的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)在振沖器的作用，土體結(jié)構(gòu)遭到破壞，伴隨孔隙水壓力的增加，土粒重新排列，地基結(jié)構(gòu)變得更為密實(shí)。在應(yīng)用該工藝的過(guò)程中，需加強(qiáng)振沖造孔、振沖致密等環(huán)節(jié)的技術(shù)控制。

二、項(xiàng)目概況

濰坊港中港區(qū)西作業(yè)區(qū)液化品庫(kù)區(qū)地基（預(yù)）處理工程位于山東省，工程工期為7個(gè)月。該工程包含引堤區(qū)、堆場(chǎng)護(hù)岸區(qū)、碼頭區(qū)、航道區(qū)和道路區(qū)，整體地基處理面積在27.8萬(wàn)m2左右，被劃分為Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)，前者區(qū)域面積大約為4萬(wàn)m2，后者區(qū)域面積達(dá)到23.7萬(wàn)m2。因?yàn)榇堤顖?chǎng)地和周邊圍堤相鄰，周圍圍堤放坡區(qū)域上部吹填土層厚度有一定變化，施工過(guò)程中該區(qū)域吹填土厚度小于5m的部分可采用2000KN.m強(qiáng)夯進(jìn)行地基處理，加固深度應(yīng)根據(jù)吹填土層的實(shí)際厚度變化而變化，對(duì)于超出5m的部分則采用無(wú)填料振沖擠密法施工。

三、 無(wú)填料振沖擠密法施工工藝的應(yīng)用

（一）工藝原理

無(wú)填料振沖擠密法，摒棄傳統(tǒng)填料施工的弊端，實(shí)施無(wú)填料方式進(jìn)行振沖與擠密施工。其工藝原理如下：主要在振沖器的作用下，按照要求向土體施加水平振動(dòng)與側(cè)向擠壓作用力，達(dá)到破壞土體的作用，促使孔隙水壓力的增加。而在土體結(jié)構(gòu)被破壞后，土粒會(huì)向著低勢(shì)能位置方向進(jìn)行轉(zhuǎn)移，從而土粒重新排列，土體結(jié)構(gòu)也會(huì)變得更為密實(shí)。當(dāng)孔隙水壓力升高達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，土體便會(huì)出現(xiàn)液化現(xiàn)象，最后孔隙水壓力消失，這時(shí)土體變得更為牢固，達(dá)到土體加固的作用。

（二）無(wú)填料振沖密實(shí)法工藝要點(diǎn)

1. 施工工藝流程（圖1）

結(jié)合圖1可知，工程施工應(yīng)用之前，施工單位須做好施工場(chǎng)地平整、組裝設(shè)備與接通水電工作，而后才能開(kāi)展測(cè)量放線。測(cè)量放線時(shí)，按照等邊三角形進(jìn)行布置，并確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，再開(kāi)展振沖密實(shí)法施工。

2. 關(guān)鍵工序控制

針對(duì)吹填土厚度超過(guò)5m的部分，實(shí)施無(wú)填料振沖密實(shí)法。具體施工時(shí)，工序操作控制要點(diǎn)如下：首先，確定施工區(qū)域，在開(kāi)始施工之前，必須提前三小時(shí)，對(duì)這一范圍開(kāi)展灌水工作，確保表面干砂層的飽和度能夠相應(yīng)有所加強(qiáng)，從而有利于提高上部砂土的振沖以及密實(shí)成效。此外，針對(duì)定位環(huán)節(jié)，必須保證振沖孔位是完全對(duì)準(zhǔn)狀態(tài);成樁時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn)：①當(dāng)慢速振沖下沉到地面之下大概15m處，留振時(shí)長(zhǎng)為20s;②對(duì)于慢速振沖上拔到孔口的位置，留振時(shí)長(zhǎng)為120s;③當(dāng)慢速振沖下沉到大概14.5m左右的地方時(shí)，留振時(shí)長(zhǎng)為20s;④當(dāng)慢速振沖上拔0.5 m的高度時(shí)，留振時(shí)長(zhǎng)為15～20s;⑤據(jù)此類推，每次上拔0.5 m的高度，相應(yīng)各段的留振時(shí)長(zhǎng)在15～20s;⑥達(dá)到孔口的地方，留振時(shí)長(zhǎng)為60s;⑦重新振沖下沉到10 m左右的位置時(shí)，留振時(shí)長(zhǎng)為20s;⑧慢速振沖上拔0.5 m，留振的時(shí)長(zhǎng)在15～20s，由此可得，當(dāng)上拔的高度為0.5 m時(shí)，每段留振的時(shí)長(zhǎng)會(huì)在15～20s;⑨上拔到達(dá)孔口時(shí)，留振的時(shí)長(zhǎng)為60s（在第三次上拔過(guò)程中用人工或機(jī)械向樁孔內(nèi)填砂密實(shí)，保證不形成孔洞）;⑩成樁結(jié)束，關(guān)閉水泵及振沖器，移至下一組樁;此外，全部樁位施工完成后，再進(jìn)行密實(shí)碾壓處理。先穩(wěn)壓一遍，再采用1000KN.m能級(jí)滿夯一遍。需要注意的是，由于振沖結(jié)束的區(qū)域可能會(huì)含有黏土，為降低壓實(shí)施工難度，采用推土機(jī)進(jìn)行整平，再進(jìn)行振動(dòng)碾壓。

3. 施工過(guò)程中的質(zhì)量控制

（1）樁位偏差控制

在無(wú)填料振沖密實(shí)法工藝應(yīng)用過(guò)程中，很容易出現(xiàn)孔位偏移現(xiàn)象。對(duì)此，可以采取以下措施：若是因?yàn)橥临|(zhì)不均勻?qū)е鲁霈F(xiàn)造孔位往土質(zhì)偏軟區(qū)域偏移的問(wèn)題，可以將振沖器靠近硬土的區(qū)域來(lái)進(jìn)行作業(yè)，對(duì)樁位以及造孔偏移量的大小，則必須經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行確定;若振沖器發(fā)生偏移的原因是由于振沖器導(dǎo)管上橫拉桿繩拉力方向有偏差，抑或是松緊程度不相匹配，需修改拉繩方向以及松緊度;若制樁已經(jīng)完成，仍出現(xiàn)偏移的問(wèn)題，則應(yīng)重新確定樁位，二次開(kāi)展造孔至偏移處，再采取加密成樁的處理方式。

（2）成樁孔深把握

為避免成樁深度過(guò)深或過(guò)淺，施工人員需對(duì)此實(shí)施質(zhì)量控制。首先，當(dāng)順利完成振沖器以及導(dǎo)管的安裝工作時(shí)，須借助鋼尺來(lái)進(jìn)行測(cè)量，然后對(duì)振沖器以及導(dǎo)管進(jìn)行標(biāo)注，將長(zhǎng)度準(zhǔn)確標(biāo)記出來(lái)，通常0.5m為一段，施工人員借此對(duì)振沖器入土深度進(jìn)行控制;再者，根據(jù)地面高程來(lái)明確好應(yīng)造孔的深度;最后，在施工時(shí)，若地面發(fā)生下沉抑或是淤積抬高之類的問(wèn)題，必須調(diào)整振沖器的入土深度，保證成樁長(zhǎng)度滿足要求。

四、 施工難點(diǎn)分析及解決

（一）場(chǎng)地承載力的提升

在該地基處理工程中，存在著場(chǎng)地承載力差的問(wèn)題。主要表現(xiàn)為地表看起來(lái)干燥，實(shí)際內(nèi)含水分較多，施工人員面臨掉進(jìn)泥土中的危險(xiǎn)，同時(shí)也阻礙了大型機(jī)械設(shè)備施工的順利開(kāi)展。所以，我們?cè)谠囼?yàn)區(qū)四周挖溝排水，以便排除多余的水分，然而場(chǎng)地硬化效果較低，難以達(dá)到預(yù)期的要求，致使場(chǎng)地承載力一直得不到提升。通過(guò)查閱粉土的相關(guān)資料，得知含水量一旦超過(guò)20 % ，粉土的承載比強(qiáng)度急劇下降，而大型設(shè)備的使用則必須減少排水溝水位以上土體的含水量，利用擾動(dòng)能力將水分排出。

對(duì)此，我們采取以下措施：水上挖機(jī)擾動(dòng)加推土機(jī)碾壓方式進(jìn)行場(chǎng)地聯(lián)合施工，如圖2（a）（b）所示。在水上挖機(jī)擾動(dòng)作業(yè)時(shí)，要求深度控制在1m左右，而間距則控制在2m左右，頻率為每天擾動(dòng)一遍;在推土機(jī)碾壓作業(yè)時(shí)，注意在挖機(jī)擾動(dòng)結(jié)束后碾壓兩遍，便于取得良好施工效果，后期普通挖掘機(jī)就能在上面作業(yè)行走，6d后履帶吊帶鋼板可以施工，實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)地承載力的提升。

（二）電纜架空

該項(xiàng)目施工中，因?yàn)閳?chǎng)地施工情況較為復(fù)雜，要求電纜全部架空。吊機(jī)操作過(guò)程中，施工結(jié)束一組后才能進(jìn)行下一組的施工，如果電纜全部架空，吊機(jī)移動(dòng)的頻率會(huì)有所增加，對(duì)于電纜架空操作難度有所提高。對(duì)此，我們將操作柜與柴油發(fā)電機(jī)一起放在吊機(jī)尾部。通過(guò)采取該技術(shù)措施，不僅避免在拖電纜人力方面的浪費(fèi)，還提高施工效率，使得項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益得以增加，這也突破擠密振沖施工中發(fā)電機(jī)放在吊機(jī)尾部的歷史記錄。

五、結(jié)語(yǔ)

無(wú)填料振沖密實(shí)法，與傳統(tǒng)地基處理工藝相比，該工藝具有較多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，不僅施工較為簡(jiǎn)便，而且還能取得較好的地基處理加固效果。為此，在文章工程建設(shè)過(guò)程中，施工方法主要用于吹填土厚度超過(guò)5m的部分。在強(qiáng)化無(wú)填料振沖密實(shí)法施工工藝的同時(shí)，需要加強(qiáng)場(chǎng)地承載力控制、電纜全部架空吊機(jī)施工控制，最終地基處理質(zhì)量得以提高，在規(guī)定工期內(nèi)完成地基處理加固任務(wù)。

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作者簡(jiǎn)介：? 孟元飛，江蘇樂(lè)筑建設(shè)工程有限公司。