振沖法處理地基工法編制單位批準部門工法編號主要執(zhí)筆人1概述22加固地基的原理23適用范圍24施工25質(zhì)量標準與控制76勞動組織與安全措施77技術(shù)經(jīng)濟效益88工程實例81概述振動水沖法（簡稱振沖法）加固砂土和軟土地基，在國外已有半個世紀的發(fā)展史，30年代在德國先行試驗，40年代引入美國，50年代該法顯示了技術(shù)經(jīng)濟上的優(yōu)越性，近十幾年來我國也廣泛推廣應(yīng)用，證明其加固效果十分顯著。中建六局機械化施工公司在80年代末引入該項技術(shù)，先后應(yīng)用于山東荷澤電廠貯煤倉、海南?？谏套堑牡鼗幚恚〉昧肆己玫募庸绦Ч徒?jīng)濟效益。振沖法加固地基，具有質(zhì)量可靠、造價低、進度快、節(jié)約鋼材和水泥、經(jīng)濟效益顯著等特點，目前已廣泛應(yīng)用在工業(yè)廠房和民用住宅地基加固。鑒于加固地基土類別不同，其約束力各異，則樁徑也就不同，所以振沖法施工的樁是一種變徑樁。振沖法形成的樁體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基，承載力與原地基相比可提高23倍。2加固地基的原理振沖器啟動后，在很大的水平向振動力及端部射水的聯(lián)合作用下，以每分鐘053M的速度擠入地基中，下沉到加固設(shè)計標高。清孔后，向孔內(nèi)填入碎石或砂、礫石等填料，并向上逐段用振沖器擠密，使每段填料均達到要求的密實度，直至地面，使在地基中形成很多的地基土嚙合的碎石樁體。由于振沖器水平向振動力作用于四周土體，加之水的飽和，使四周的土體在徑向一定范圍內(nèi)出現(xiàn)短暫時段的液化，使土的結(jié)構(gòu)重新排列，從而大大減少地基土的孔隙而達到加固的目的。3適用范圍目前，振沖法處理地基適用的土質(zhì)有砂性土、粘性土、淤泥質(zhì)粘性土等。采用振沖法處理砂性土地基時，利用振沖時孔內(nèi)砂土坍陷而下沉方法擠密，常稱振沖擠密法，相對密度可達7080以上，有的可達9295，但需填入當?shù)厣巴?；處理粘性土地基時，只可采用置換填料來達到要求的密實度，常稱振沖置換法。對粘性土不排水抗剪強度小于20KPA的軟弱粘性土，同樣也可加固成功，但一定要合理選用振沖器和調(diào)整匹配的有關(guān)參數(shù)。4施工4L施工程序振沖法處理地基施工設(shè)備簡單，比預(yù)制樁、灌注樁施工費用低，而且還節(jié)約三材。但對加固機理的認識和設(shè)計理論的開發(fā)還處在初級階段，設(shè)計工作基本上是根據(jù)已有工程的成功經(jīng)驗或者正式施工前的現(xiàn)場試驗進行的。因此，振沖法施工，分設(shè)計有要求的和需要經(jīng)現(xiàn)場試驗確定施工參數(shù)兩種情況。前者可按設(shè)計要求選用機具進行施工；后者則應(yīng)按施工程序圖組織實施（見圖1）。42施工現(xiàn)場的準備工作421水通要保證現(xiàn)場機組用水，把施工中產(chǎn)生的泥水開溝引走，將泥漿引入沉淀池，再把沉下的濃泥漿挖運到預(yù)先安排的地點。422電通電源容量必須滿足所有機組的用量，三相電源38020V，單相電源主要考慮夜間施工用電。423料通堆料場至各機組距離應(yīng)最短，防止運料線路與施工作業(yè)線路互相干擾。應(yīng)做到堆料符合設(shè)計要求，儲料備足施工周轉(zhuǎn)。424場平現(xiàn)場試驗確定施工參數(shù)準備工作振沖施工定位啟動（1）造孔（2）清孔、護壁（3）達樁底設(shè)計標高提起振沖樁視泥漿稠度而定檢查水壓電壓和電流填料、制樁（4）移位（5）振沖施工固結(jié)期沙土，半月以上。粘土，一月以上效果檢驗、質(zhì)量評定工程驗收控制留振時間與密實電流關(guān)閉電水源，移到下一樁位重復(fù)作業(yè)監(jiān)測單樁填料施工記錄結(jié)果場地應(yīng)平整，并滿足施工機械的要求，清除地下障礙物，防止阻礙振沖器的工作。425施工現(xiàn)場布置對場地中的供水管路、電路、運輸?shù)缆?、排泥漿水溝、料場、沉淀池、清水池、照明設(shè)施等應(yīng)事先妥善布置，特別是多機組同時作業(yè)，更應(yīng)注意統(tǒng)籌安排，以免相互影響，降低效態(tài)（見圖2）。43施工設(shè)備振沖法施工機具主要是振沖器，它具有振動擠實所需最佳振動頻率和射水成孔，沖水護壁使土體和填料處于飽和狀態(tài)的供水功能等。它是利用一個偏心體的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定頻率和振幅的水平振動力進行振沖擠密的，其型號及技術(shù)參數(shù)見表1，其構(gòu)造見圖3。振沖器主要技術(shù)參數(shù)表1型號ZCQ13ZCQ30ZCQ55BL75電機功率KW13305575轉(zhuǎn)速REV/MIN1450145014501450額定電流A25560100150不平衡重量N2906601040振動力KN3590200160振幅MM42425070機體外徑MM274350450420長度MM2000215025003000總重量KN7894160205為振沖器配套施工的其他機械有431吊機要求有效起重高度大于加固深度23M，起吊能力需大于100200KN。432水泵規(guī)格流量2030M2HR，出水口壓力400600KPA。433運料設(shè)備可采用裝載機或皮帶機、人力小車。434泥漿泵泥漿泵為70WL，流量應(yīng)與清水泵匹配；水管、配電箱等44制樁順序振沖器造孔的順序與下列因素有關(guān)（1）如果使復(fù)合地基邊緣效果好一些，可先打圍護樁，然后再依次打工程樁；（2）如果考慮施工時對鄰近建筑物的影響，可先打靠近建筑物的一排，再依次向中心造孔；（3）如果在抗剪強度低的軟弱粘土中施工，可考慮跳打法；（4）如果考慮要擠走一部分軟土、可用一邊推向另一邊的打法。無論施工順序如何都應(yīng)考慮盡量減少機械移動和挖排泥漿溝，特別要注意每制一根樁的全過程中，嚴禁停振沖器和關(guān)閉高壓水。45振沖器造孔制樁步驟（見圖4）451定位起動將振沖器對準樁位，先開水，后開電，檢查水壓、電壓及振沖器的空載電流是否正常。452造孔使振沖器以12MMIN的速度在土層中徐徐下沉，當負荷接近或超過電機的額定電流值時，必須減速下沉，或向上提升一定距離，使振沖器懸留510SEC擴孔等高壓水沖松土層，孔內(nèi)泥漿溢出時再繼續(xù)下沉。如造孔困難，可加大水壓到1300KPA左右。開孔后應(yīng)作好造孔深度、時間、電流值等方面記錄。電流值的變化反映了上層的強度變化。振沖器距樁底標高3050CM時，應(yīng)減小水壓到400KPA，并上提振沖器。453清孔護壁當振沖器距樁底標高3050CM時應(yīng)留振10SEC，水壓在300500KPA，然后以56MMIN速度均勻上提振沖器至孔口，然后反插到原始振沖器位置，這樣反復(fù)23次,使泥漿變稀準備填料。454填料制樁加填料制樁分兩種一種是振沖器不提出孔口面在孔口加料的方式，叫連續(xù)加料法；另一種是把振沖器提出孔口下料，叫間斷下料法。間斷下料法施工速度較快，但若控制不好易產(chǎn)生漏振，即使是采用大功率振動器每次加料高度不能超過6M。連續(xù)下料法制的樁體密實均勻。填料制樁工藝振沖器上提加料反插留振上提至孔口。如果第一次填料反插到原位，而密實電流和留振時間達不到規(guī)定值，則上提振沖器1M加料1M，再反插振沖器。如果再達不到規(guī)定的密實電流和留振時間，則重復(fù)上述操作步驟，直至達到規(guī)定的密實電流和留振時間。自上而下每個深度都要達到規(guī)定的密實電流和留振時間。要注意的是每倒一次填料進行振密時都要作好記錄，記錄下振密深度、填料數(shù)、留振時間和電流量（見表2）。實際施工中提振沖器次數(shù)不宜過多，否則填料時再下振沖器困難，且易出現(xiàn)斷樁漏振。如果不是試驗規(guī)定的振沖器參數(shù)，選擇參數(shù)尤為重要。振沖器選定后，電機額定電流也就確定了，振沖器振動力大，電機后備功率則小，易造成實際電流過大超過額定電流，而損壞電機。振動力過小則遇到硬層不易穿透，而且影響加固范圍，達不到加固目的。因此，振沖器振動力的參數(shù)一定要調(diào)合適。振沖地基施工記錄表表2施工單位工程名稱孔位編號累計號振沖器號填料規(guī)格施工日期年月日上（下）午造孔填料作業(yè)作業(yè)時間深度M電流A水壓KGF/CM2備注時間深度M填料數(shù)量M3電流A水壓KGF/CM2工程負責人記錄455移位先關(guān)閉振沖器電源，后關(guān)振沖器高壓水，移位準備下一樁的施工。5質(zhì)量標準與控制除按地基與基礎(chǔ)工程施工及驗收規(guī)范GBT20283執(zhí)行外，以每半樁體充分振密為原則。嚴格控制好使振沖器工作電流接近電機額定電流；每半樁體填料量應(yīng)達到設(shè)計要求。主要是水、電、料的控制。振沖施工的孔位允許偏差（1）出口中心與樁位偏差不得大于50MM；（2）成孔中心與設(shè)計定位中心偏差不得大于100MM；（3）制樁中心與定位偏差不得大于02D。6勞動組織與安全措施61勞動組織（1）吊振沖器司機1人；（2）指揮1人；（3）控制配電柜及記錄1人；（4）控制清水泵1人；（5）裝載加料司機1人；（6）加工5人（泥漿泵1人，清理泥漿1人，拉攪風繩1人，配合裝載機上料2人）。62安全措施操作人員除認真執(zhí)行振沖器安全措施外，應(yīng)遵守建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程JGJ3386的有關(guān)規(guī)定。使用振沖器主要安全措施（L）振沖器必須處于垂直狀態(tài)離開地平才能開機檢驗及工作，起吊振沖器節(jié)點必須加裝起吊保護夾套，注意潛水電機的旋轉(zhuǎn)方向，如方向相反，則聯(lián)結(jié)螺絲容易松動脫落；（2）振沖器工作時，嚴禁停水；（3）振沖器在土層深處時，一定不能斷電停振；（4）振沖器向外拖出的電纜、水管，盡量避免將重量傳至二者接頭處以免損壞接頭。7技術(shù)經(jīng)濟效益振沖器制樁只需填砂石料就能成樁，具有取材方便、效果明顯、節(jié)約投資等特點。在可能液化的砂性土中進行地基處理，則能消除地震液化，避免或減少地震對上部建筑物的影響。尤其是在處理中粗砂液化地基時，可不用填料，就地振實可液化砂層，地基處理費更低。振沖地基雖已列入國家規(guī)范，但規(guī)范規(guī)定施工前先通過現(xiàn)場試驗，確定施工參數(shù)，因此國家勞動定額和各地區(qū)預(yù)算定額中對勞動效率尚難以作出明確規(guī)定。例如山東菏澤工程，處理可液化地基1424M2，地基處理及測試費19081萬元（不包括施工前現(xiàn)場測試費用），折合13399元M2。海南工程處理可液化地基2500M2，地基處理及測試費用包干為37萬元，折合148元M2。與預(yù)制樁、灌注樁相比，具有施工費用低，施工速度快，投產(chǎn)早，效益顯著等優(yōu)點。8工程實例81山東荷澤電廠貯煤倉地基加固處理工程，設(shè)計為振沖碎石樁，樁長18M，樁呈三角形布置，共有樁440根，樁間中心198M，同時要求樁徑0912M，故樁間土只有077107M。地質(zhì)加固層均為粘性土，造孔成樁有較大難度，擠密樁體密實電流要達85A，要求采用75KW振沖器施工，才可承擔這項任務(wù)，但國內(nèi)尚未定型生產(chǎn)75KW振沖器。通過與南京水科院合作并論證，大膽地承接了任務(wù)，經(jīng)過努力攻關(guān)，選