建筑施工手册系列之地基处理与桩基工程 7-1-4 深层密实地基3535.docx
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1、7-1-4 深深层密实实地基7-1-4-11 振冲冲地基振冲法,又又称振动动水冲法法,是以以起重机机吊起振振冲器,启启动潜水水电机带带动偏心心块,使使振动器器产生高高频振动动,同时时启动水水泵,通通过喷嘴嘴喷射高高压水流流,在边边振边冲冲的共同同作用下下,将振振动器沉沉到土中中的预定定深度,经经清孔后后,从地地面向孔孔内逐段段填入碎碎石,或或不加填填料,使使在振动动作用下下被挤密密实,达达到要求求的密实实度后即即可提升升振动器器,如此此重复填填料和振振密,直直至地面面,在地地基中形形成一个个大直径径的密实实桩体与与原地基基构成复复合地基基,从而而提高地地基的承承载力,减减少沉降降和不均均匀沉降
2、降,是一一种快速速、经济济有效的的加固方方法。振冲法按按加固机机理和效效果的不不同,又又分为振振冲置换换法和振振冲密实实法两类类。前者者是在地地基土中中借振冲冲器成孔孔,振密密填料置置换,制制造一群群以碎石石、砂砾砾等散粒粒材料组组成的桩桩体,与与原地基基土一起起构成复复合地基基,使地地基承载载力提高高,沉降降减少,它它又名振振冲置换换碎石桩桩法;后后者主要要是利用用振动和和压力水水使砂层层液化,砂砂颗粒相相互挤密密,重新新排列,孔孔隙减少少,从而而提高砂砂层的承承载力和和抗液化化能力,它它又名振振冲挤密密砂桩法法,这种种桩根据据砂土质质的不同同,又有有加填料料和不加加填料两两种。1特点点及适
3、用用范围振冲法加加固地基基特点是是:技术术可靠,机机具设备备简单,操操作技术术易于掌掌握,施施工简便便,可节节省三材材,因地地制宜,就就地取材材,采用用碎石、卵卵石、砂砂或矿渣渣等作填填料;加加固速度度快,节节约投资资;而且且,碎石石桩具有有良好的的透水性性,可加加速地基基固结,使使地基承承载力可可提高11.21.335倍;此外,振振冲过程程中的预预震效应应,可使使砂土地地基增加加抗液化化能力。振冲置换换法适于于处理不不排水、抗抗剪强度度小于220kPPa的粘粘性土、粉粉土、饱饱和黄土土和人工工填土等等地基,如如果桩周周土的强强度过低低,则难难以形成成桩体。振振冲密实实法适用用于处理理砂土和和
4、粉土等等地基,不不加填料料的振冲冲密实法法仅适用用于处理理粘土粒粒含量小小于100%的粗粗砂、中中砂地基基。振冲法不不适于地地下水位位较高、土土质松散散易塌方方和含有有大块石石等障碍碍物的土土层中使使用。国内应用用振冲法法加固地地基的深深度一般般为144m,最最大达118m,置置换率一一般在110%30%,每米米桩的填填料量为为0.330.7m33,直径径为0.711.2mm。2构造造要求(1)振振冲置换换法1)处理理范围 应大大于基底底面积;对于一一般地基基,在基基础外缘缘宜扩大大122排桩;对可液液化地基基,在基基础外缘缘应扩大大244排桩。2)桩位位布置 对大大面积满满堂处理理,宜用用等
5、边三三角形布布置;对对独立或或条形基基础,宜宜用正方方形、矩矩形或等等腰三角角形布置置。3)桩的的间距 应根根据荷载载大小和和原土的的抗剪强强度确定定,一般般取1.522.5mm,对荷荷载大或或原土强强度低、或或桩末端端达相对对硬层的的短桩宜宜取小值值,反之之宜取大大的间距距。4)桩长长的确定定 当当相对硬硬层的埋埋藏深度度不大时时,应按按相对硬硬层埋藏藏深度确确定;当当相对硬硬层的埋埋藏深度度较大时时,应按按建筑物物地基的的变形允允许值确确定。桩桩长不宜宜短于44m。在在可液化化的地基基中,桩桩长应按按要求的的抗震处处理深度度确定。桩桩顶应铺铺设一层层20005000mmm厚的碎碎石垫层层。
6、5)桩的的直径 可按按每根桩桩所用的的填料计计算,一一般为00.81.22m。(2)振振冲密实实法1)处理理范围 应大大于建筑筑物基础础范围,在在建筑物物基础外外缘每边边放宽不不得小于于5m;2)振冲冲深度 当可可液化土土层不厚厚时,应应穿透整整个可液液化层;当可液液化土层层较厚时时,应按按要求的的抗震处处理深度度确定;3)每一一振点所所需的填填料量 随地地基土要要求达到到的密实实程度和和振点间间距而定定,应通通过现场场试验确确定。3机具具设备及及材料要要求振冲机具具设备包包括:振振冲器、起起重机和和水泵。振振冲器类类似混凝凝土插入入式振动动器,其其工作原原理是,利利用电机机旋转一一组偏心心块
7、产生生一定频频率和振振幅的水水平振动动,压力力水通过过空心竖竖轴从振振冲器下下端喷口口喷出。振振冲器的的构造如如图7-17所所示,常常用型号号及技术术性能见见表7-15。图7-117 振振冲器构构造1-吊具具;2-水管;3-电电缆;44-电机机;5-联轴器器;6-轴;7-轴承承;8-偏心块块;9-壳体;10-翅片;11-头部;12-水管振冲器的的技术参参数 表7-15型号ZCQ-13ZCQ-30ZCQ-55BL-775电动功率率(kWW)13305575转速(rr/miin)14500145001450014500额定电流流(A)25.5560100150不平衡重重量(kkg)29.0066.
8、00104.0型号振动动力(kkN)3590200160振幅(mmm)4.24.25.07.0振冲器外外径(mmm)274351450426长度(mmm)20000215002500030000总重量(tt)0.7880.9441.62.055操纵振冲冲器的起起吊设备备可采用用8110t履履带式起起重机、轮轮胎式起起重机、汽汽车吊或或轨道式式自行塔塔架等。水水泵要求求水压力力为40006600kkPa,流流量200300m3/h,每每台振冲冲器备用用一台水水泵。控制设备备包括:控制电电流操作作台、1150AA电流表表、5000V电电压表以以及供水水管道、加加料设备备(吊斗斗或翻斗斗车)等等。填
9、料可用用坚硬不不受侵蚀蚀影响的的碎石、卵卵石、角角砾、圆圆砾、矿矿渣以及及砾砂、粗粗砂、中中砂等;粗骨料料粒径以以2050mmm较合合适,最最大粒径径不宜大大于800mm,含含泥量不不宜大于于5%,不得得含有杂杂质、土土块和已已风化的的石子。4施工工工艺要要点(1)施施工前应应先进行行振冲试试验,以以确定成成孔合适适的水压压、水量量、成孔孔速度及及填料方方法;达达到土体体密实时时的密实实电流、填填料量和和留振时时间(称称为施工工工艺的的三要素素)。一一般控制制标准是是:密实实电流不不小于550A;填料量量为每米米桩长不不小于00.6mm3,且每每次搅拌拌量控制制在0.200.335m33;留振
10、振时间330660s。(2)振振冲法施施工工艺艺如图77-188,振冲冲造孔顺顺序方法法可按表表7-116选用用。图7-118 振振冲碎石石桩施工工工艺(a)定定位;(bb)振冲下下沉;(cc)振冲冲至设计计标高并并下料;(d)边边振边下下料,边边上提;(e)成成桩振冲成孔孔方法的的选择 表77-166造孔方法法步骤优缺点排孔法由一端开开始,依依次逐步步造孔到到另一端端结束易于施工工,且不不易漏掉掉孔位。但但当孔位位较密时时,后打打的桩易易发生倾倾斜和位位移跳打法同一排孔孔采取隔隔一孔造造一孔先后造孔孔影响小小,易保保证桩的的垂直度度。但要要防止漏漏掉孔位位,并应应注意桩桩位准确确围幕法先造外
11、围围233圈(排排)孔,然然后造内内圈(排排)。采采用隔圈圈(排)造造一圈(排排)或依依次向中中心区造造孔能减少振振冲能量量的扩散散,振密密效果好好,可节节约桩数数10%155%,大大面积施施工常采采用此法法。但施施工时应应注意防防止漏掉掉孔位和和保证其其位置准准确(3)振振冲置换换法施工工顺序为为:定位位成孔清孔填料振实。启启动水泵泵和振冲冲器,水水压可用用40006000kPPa(对对于较硬硬土层应应取上限限,对于于软土取取下限),水水量可用用20004000L/minn,使振振冲器徐徐徐沉入入土中,直直至达到到设计处处理深度度以上00.30.55m。如如土层中中夹有硬硬层时,应应适当进进
12、行扩孔孔,即在在硬层中中将振冲冲器往复复上下多多次,使使孔径扩扩大,以以便于填填料。因因在粘性性土层中中成孔,泥泥浆水太太稠,使使填料下下降速度度缓慢,因因此在成成孔后,应应停留11miin清孔孔,以便便回水将将稠泥浆浆带出地地面,以以降低孔孔内泥浆浆密度。填填料宜“少吃多多餐”,每次次往孔内内倒入填填料数量量,约为为堆积在在孔内00.8mm高,然然后用振振冲器振振密后再再继续加加料。在在强度很很低的软软土地基基施工中中,则要要用“先护壁壁,后制制桩”的施工工方法。即即在振冲冲开孔到到达第一一层软弱弱层时,加加些填料料进行初初步挤振振,将填填料挤到到此层软软弱层周周围以加加固孔壁壁,接着着再同
13、样样方法处处理以下下第二、第第三层软软弱层,直直到加固固深度。(4)振振冲挤密密法施工工工艺如如图7-19,施施工顺序序为:定定位成孔边振边边上提振密。水水压、水水量控制制同振冲冲置换法法,下沉沉速率控控制在112mm/miin,待待达到要要求处理理深度后后,将水水压和水水量降至至孔口有有一定量量回水,但但无大量量细颗粒粒带出的的程度,将将填料堆堆于孔口口扩筒周周围,采采取自下下而上地地分段振振动加密密,每段段长0.511.0mm,填料料在振冲冲器振动动下依靠靠自重沿沿护筒周周壁下沉沉至孔底底,在电电流升高高到规定定控制值值后,将将振冲器器上提00.30.55m;重重复上一一步骤直直至完成成全
14、孔处处理。图7-119 振振冲挤密密法施工工工艺(5)填填料和振振料方法法,一般般采取成成孔后,将将振冲器器提出少少许,从从孔口往往下填料料,填料料从孔壁壁间隙下下落,边边填边振振,直至至该段振振实,然然后将振振冲器提提升0.5m,再再从孔口口往下填填料,逐逐段施工工。(6)振振冲挤密密法施工工操作,关关键是控控制水量量大小和和留振时时间。水水量的大大小是保保证地基基中砂土土充分饱饱和,受受到振动动能够产产生液化化;足够够的留振振时间(330660s)是是使地基基中的砂砂土完全全液化,在在停振后后土颗粒粒便重新新排列,使使孔隙比比减小,密密实度提提高。振振密程度度一般以以电流超超过原空空振时电
15、电流255300A时,表表示该深深度处的的桩体已已经挤密密。对粉粉细砂应应加填料料,其功功用是填填充在振振冲器上上提后留留下的孔孔洞;此此外,填填料作为为传力介介质,在在振冲器器的水平平振动下下,通过过连续加加填料将将砂层进进一步挤挤压加密密。对中中、粗砂砂,当振振冲器上上提后孔孔壁极易易坍落能能自行填填满下面面的孔洞洞,因而而可以不不加填料料就地振振密。如如干砂厚厚度大,地地下水位位低,则则应采取取措施大大量补水水,以使使砂处于于或接近近饱和状状态时,方方可施工工。(7)加加固区的的振冲桩桩施工完完毕,在在振冲最最上1mm左右时时,由于于土覆压压力小,桩桩的密实实度难以以保证,故故宜予挖挖除
16、,另另作垫层层,或另另用振动动碾压机机进行碾碾压密实实处理。5质量量控制(1)施施工前应应检查振振冲器的的性能;电流表表、电压压表的准准确度;填料的的性能。(2)施施工中应应检查密密实电流流、供水水压力、供供水量、填填料量、孔孔底留振振时间、振振冲点位位置、振振冲器施施工参数数等(施施工参数数由振冲冲试验或或设计确确定)。(3)施施工结束束后应在在有代表表性的地地段作地地基强度度(标准准贯入、静静力触探探)或地地基承载载力(单单桩静载载荷或复复合地基基静载)检检验。(4)振振冲施工工结束后后,除砂砂土地基基外,应应间隔一一定时间间方可进进行质量量检验。对对粘性土土地基,间间隔时间间为34周;对
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