振沖法原理與計算講義（36頁清楚明了）

1、6.1 概述6.2 加固原理6.3 設計與計算6.4 施工工藝第六章 振沖法主要內(nèi)容6.1 概述定 義、適用范圍發(fā)展歷史工程特性重要概念 利用振動和水沖加固土體的方法。具體而言，利用振沖器的高頻振動和高壓水流，邊振動邊水沖將振沖器沉到土中預定深度，經(jīng)洗孔后加入填料并振密形成樁體,并與原地基組成復合地基的地基處理方法。 填料：碎石、礫石、粗砂、礦渣等。振沖碎石樁法或振沖砂樁法。一、定義振沖施工圖振沖器目前國產(chǎn)振沖器有：ZCQ-15ZCQ-30ZCQ-55ZCQ-75ZCQ-100振沖器 適用砂土、粉土、 粉質黏土、素填土、雜填土。對于不排水抗剪強度不小于20KPa的飽和粘土和黃土，應在施工前現(xiàn)場

2、檢測其實用性。 在制樁過程中，填料在振沖器的水平向振動力作用下擠向孔壁的軟土中，從而樁體直徑擴大。當這一擠入力與土的約束力平衡時，樁徑不再擴大。當強度越低，即約束力越小，形成的樁體越粗。若原土的強度過低，以致土的約束力始終不能平衡擠入力，則始終不能形成樁體，振沖法則不適用。二、適用范圍 20世紀50年代末、60年代初，德國凱勒公司在Nurembreg的一項地基工程中用振沖器在粘性土中制造了2m深的孔，填入塊石，再用振沖器使塊石密實，處理后，地基承載力有很大提高。三、發(fā) 展 1960年，英國一家地基工程公司，建造一棟六層房屋時，在開挖基槽時意外發(fā)現(xiàn)地基中有一層厚2m的有機粉土，強度很低，最后采用

3、振沖造孔，回填碎石的方法處理，效果很好。后，這兩家公司有意識地把這一方法用于加固軟弱粘土地基振沖法。由于使用的樁身材料為碎石，故稱振沖碎石樁法。 我國首次應用的工程在南京，1977年。隨后在工業(yè)民用建筑、水利工程、交通工程和地基抗震加固中得到迅速推廣。三、發(fā) 展 四、工程特性復合地基承載力顯著提高地基沉降量明顯減小（樁體置換作用）地基的抗剪性能和排水效果提高 （樁體材料良好的透水性）擠密作用置換作用排水作用加固原理6.2 加固原理加固范圍樁位布置樁間距設計參數(shù)6.3 設計與計算 一、加固范圍加固面積建筑物的重要性和場地。 多層建筑和高層，宜基礎外緣擴大12排樁。 當要求消除地基液化，宜基礎外緣

4、擴大寬度不小于可液化土層厚度的1/2，并應不小于5m。加固深度 軟弱層厚度10m，不穿透，宜短而密，深度 按建筑物地基變形允許值確定，樁長不小于4m。S梅花形布置（等邊、等腰三角形）行列式布置（正方形、矩形）大面積滿堂處理等邊三角形單獨基礎或條形基礎等腰，矩形或方形。二、樁位布置S30kw振沖器樁間距1.3m2.0m，填料粒徑20mm80mm.55kw振沖器樁間距1.4m2.5m,填料粒徑30mm100mm.75kw振沖器樁間距1.5m3.0m,填料粒徑40mm150mm.三、樁間距復合地基承載力計算復合地基沉降量計算抗滑穩(wěn)定性分析計算內(nèi)容6.3 設計與計算樁土應力比 n可取24樁應力土應力

5、一、復合地基承載力二、復合樁基的沉降量驗算 總沉降量公式加固區(qū)壓縮量下臥層壓縮量（天然土）加固區(qū)（復合土層）壓縮模量加固區(qū)未加固區(qū)復合樁基的抗剪強度指標復合樁基樁土應力比：n= p / s面積置換率：m=Ap/A復合樁基散體材料樁復合地基柔性樁復合地基剛性樁復合地基碎石樁、砂樁；攪拌樁、水泥土樁、土樁、灰土樁、CFG樁；混凝土樁、樹根樁樁與土共同變形，共同承載；非均質，各向異性 與樁基區(qū)別？復合樁基散體材料樁（砂樁、碎石樁）柔性樁（土樁、灰土樁、石灰樁、水泥粉煤灰碎石樁CFG、水泥攪拌樁、旋噴樁）剛性樁（混凝土樁、樹根樁）散體材料樁樁身由散體顆粒材料組成，如砂、碎石、砂石等無膠凝性材料。 特點

6、：樁身c0，只有依靠樁周圍土體的圍箍作用才能形成樁體。樁承載力取決于樁材的內(nèi)摩擦角和樁周土對樁身的側向約束力，而呈現(xiàn)出與樁長無關的特征。樁破壞形式主要為鼓脹破壞。 柔性樁（半剛性樁）無須樁周土的圍箍即能自立。樁身剛度和強度較小，壓縮量較大；單樁沉降以樁身壓縮為主，受樁端持力層性狀影響不大的復合地基豎向增強體。 特點: 與散體材料樁依靠樁周土提供的被動土壓力維持樁體平衡、承受上部荷載的作用不同，柔性樁同剛性樁一樣依靠樁周摩阻力和端阻力把作用在樁體上的荷載傳遞給地基土。因而，柔性樁復合地基中土的垂直應力的擴散范圍較散體材料的大、深度深，加固效果明顯。 剛性樁無須樁周土的圍箍即能自立。樁身剛度和強度

7、較大，壓縮量較小。 特點: 依靠樁周摩阻力和端阻力把作用在樁體上的荷載傳遞給地基土。深度深，加固效果明顯。 一、 施工順序 施工前，根據(jù)振沖砂的范圍及振沖點設計要求畫出振沖點位平面布置圖（如振孔位布置示意圖所示）。 振沖砂施工順序按照振孔位置圖進行施工。為達到較好的振沖效果，采用排孔法進行施工，沿碼頭前沿方向依次成排退打。6.4 施工工藝3.2、測量控制辦法(1)平面位置控制辦法 由于水上作業(yè)，為提高施工效率，采用船載GPS定位系統(tǒng)控制振沖點的位置。GPS接收儀器與振沖器綁定在同一軸線上，并始終保持GPS接收器的垂直狀態(tài)。用電子手薄與GPS接收器相連接，儀器調試完備復測控制點，精度符合要求后，

8、輸入孔位點的坐標，電子手薄上會顯示出振沖器所在位置與孔位點的相對位置，通過攪錨移船，使振沖器所在的位置與孔位點位置重合，使之偏差不大于2cm，成孔中心點偏差不大于1/6孔徑（且不大于15cm），方可開始施工。(2)高程控制辦法 首先，在吊管裝配后，外側壁平行捆綁一條繩索。該繩索上從吊管底部的振沖器頂端為高度起算點，沿繩索的高度方向每1m系一個紅色小繩表示刻度。在過渡段胸墻側面沿高度方向每50cm劃一刻度，刻度用紅白油漆間隔表示。 振沖施工時，根據(jù)吊管上繩索的刻度在水面處的讀數(shù)及相應的過渡段胸墻處顯示的潮位情況，就可推算振沖器所達到的高程。三、單個振沖點的施工步驟(1)振沖器對準加固點。打開水源

9、和電源，水壓和水量采用試驗段確定的參數(shù)，并檢查電壓和振沖器的空載電流是否正常。(2)啟動卷揚機。使振沖器以810m/min的速度徐徐沉入砂基，并觀察振沖器電流變化，電流最大值不得超過電機的額定電流。當超過額定電流值時，必須減慢振沖器下沉速度，甚至停止下沉。(3)當振沖器下沉至設計加固深度以上0.5m處時，在這一深度上留振至電流穩(wěn)定大于規(guī)定值后（大約30秒）。以12m/min的速度提升振沖器。每提升0.5m就留振30秒，并觀察振沖器電機電流變化，其密實電流應達到100A以上表示該深度砂體已經(jīng)擠密。記錄每次提升高度、留振時間和密實電流。由下至上逐段振密，直至樁頂設計標高。(4)二次成孔至設計深度直

10、至完成二次振沖至設計標高。施工的重點和難點1、施工時經(jīng)常遇到的困難是振沖器不易貫入。可采取如下兩個措施：一是加大水量；二是加快造孔速度。 2、施工中應嚴格控制質量，不漏振、不漏孔。保證振密時振密控制電流達到達到密實電流，就可達到設計要求，確保加固質量。應嚴禁在施工中發(fā)生底部漏振或電流未達到密實電流，一旦發(fā)生而造成的質量事故，在施工后期是無法采取補救措施的，這是因為上部砂層已經(jīng)振密，再用振沖補孔是十分困難的。3、施工操作時，其關鍵是水量的大小和留振時間的長短。留振時間是振沖器在地基中某一深度處停下來振動的時間。水量的大小也是保證地基中的砂土充分飽和。砂土只要在飽和的狀態(tài)下并受到了振動便會產(chǎn)生液化

11、，足夠的留振時間是讓地基中的砂土完全液化和保障有足夠大的液化區(qū)。砂土經(jīng)過液化在振沖停止后，顆粒便會慢慢重新排列，這時的孔隙比將較原來的孔隙比小，密實度相應增加，這樣才可以達到加固的目的。質量檢驗標準1、施工前應檢查振沖器的性能，電流表、電壓表的準確度；2、施工中應檢查密實電流、供水壓力、供水量、孔底留振時間、振沖點位布置、振沖器施工參數(shù)等；3、在振沖密實砂分區(qū)完成后兩個星期現(xiàn)場標準貫入試驗（沿深度方向每2.0m進行一次）檢驗回填砂振沖加固處理效果，要求回填砂標貫擊數(shù)20擊（淺層3m18擊），最低標貫擊數(shù)不小于15擊（且不超過5）。檢驗點數(shù)：標貫檢驗按300個振沖點選擇一個孔。4、載荷板實驗檢驗地基加固后土體的承載能力要求應在每20000m2(每區(qū)域不少于2組)地基加固區(qū)域進行1組載荷板實驗。荷載版試驗可采用1.5m1.5m（或更大面積）的承載板，按照使用荷載的級別逐級施加靜力荷載，每級荷載增量可為預估地基承載力的1/101/