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摘要：鉴于地基振冲密实处理具有所用设备少，加固速度快，振动影响范围小的特点，在阿联酋当地被广泛的采用。本文结合阿联酋拉斯海马渔人码头工程的工程实例，简单论述振冲密实的施工技术应用实践。
关键词：地基处理；振冲密实；应用实践
中图分类号：U655.4 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2016）04-0064-03
1.前言
振冲法按加固机理和效果的不同，分为振冲置换法和振冲密实法两类。前者是在地基土中借振冲器成孔，置换填料，制造以碎石、砂砾等散粒材料组成的桩体，与原地基土一起构成复合地基，使地基承载力提高，沉降减少，它又名振冲置换碎石桩法；后者主要是利用振动和压力水使砂层液化，砂颗粒相互密实，重新排列，孔隙减少，从而提高砂层的承载力和抗液化能力，它又名振冲挤密砂桩法。本文重点介绍后者在实际工程中的应用。
2.工程概况
阿联酋拉斯海马渔人码头工程码头后方回填区域需要进行地基处理，设计要求对+4.0m以下进行振冲密实施工。图1为拉斯海马渔人码头工程典型断面图。
3.地质分析及工艺选择
振冲密实是一个通过在一个位置进行深层振动，使砂质土壤压实的技术。在振动和饱和度的影响下，松砂颗粒重新形成一个更紧凑的状态，并且提高砂的侧向压力。振冲密实技术是最适合于细微材料（粒径63um）含量少于10%且粘土（粒径小于20um）含量小于2%的中粗粒砂。图2为振冲密实基本原理示意图。图3为振冲技术在土壤中的适用范围图。
A区域：适合深层密实的材料范围（振冲密实技术）。
B区域：适合石桩的材料的范围（振冲置换技术）。
根据现场勘测确认回填土壤和海床以下的土壤砂基本上由具有小于10%的细料（小于63um）和少量淤泥组成。这种土壤在振冲密实后，能够达到设计要求，因此这些区域采用振冲密实技术进行施工。
4.施工工艺流程
该工程地基振冲密实处理施工流程如图4。
5.试验确定振冲网格间距布置
根据土地勘测报告，选择三个有代表性的区域进行试验，每块区域面积为900m2（60m×15m）。振冲密实的间距分别为3.2m、3.5m、4.0m的正三角形布置，如图5。
根据三个试验区的试验结果比对来确定施工阶段的振冲施工间距，最终选定3.5米的施工间距。
6.施工应用实践
6.1地基处理深度及施工平台准备
根据回填料的回填的厚度，和海底条件及地质深度，确定振冲密实平均深度约为8m。由于设计要求对+4.0m以下回填土进行振冲密实施工，根据经验，一般的松散回填土在振冲密实后，厚度将减少5%-10%。因此，在施工中需要超出设计标高0.5m用来预留沉降，因此施工平台标高确认为+4.5m。
6.2施工点位放样
根据现场的情况进行点位设置，分别设置控制点和基准点。振冲点位在工作开始之前，用明显的标记标识出来，如下图所示。
6.3振冲施工方法选用
振冲成孔按照施工步骤划分，可分为3种，分别是排孔法、跳打法、围幕法。
排孔法是由一端开始，依次逐步造孔至另一端结束，这样易于施工，且不易漏掉孔位；但是当孔位较密时，后打的位置容易发生倾斜和位移。
跳打法是在同一排孔采取隔一孔造一孔，先后造孔影响小，易保证振冲的垂直度；但要防止漏掉孔位，并应注意孑L位准确。
围幕法是先造外围2-3圈（排）孔，然后造内圈（排）。采用隔圈（排）造一圈（排）或依次向中心区造孔，能减少振冲能量的扩散，振密效果好，可节约孔数10%～15%，大面积施工常采用此法。但施工时需要注意防止漏掉孔位和保证其位置准确。
本项目由于施工作业面狭长，因此采用排孔法施工。
6.4振冲器定位
使用起重机将振冲器起吊至设置点位垂直上方，起重机缓慢将振动器放下。振冲器定位如图6。
6.5振冲成孔
在振冲成孔的过程中，应保持振冲器垂直，要密切关注振冲器是否偏差，一旦发现振冲器倾斜及时做出调整。在振冲过程中，保持喷嘴有水流出，防止喷嘴砂土被堵住，缓慢下沉直到振动器到达土壤拒绝深度。在这深度振冲器保持振动30～60s，然后缓慢提升0.5m。振冲成孔示意如图7。
6.6振冲填料密实
将振冲器提出少许，从振冲器周边形成的孑L口往下填料，填料从孔壁间隙下落，边填边振，直至该段振实，然后将振冲器提升0.5m，再从孔口往下填料，逐段施工，重复此步骤直到全部深度已密实。在这段时间里，填料可以是供应回填材料和现场土壤，填料应持续供应，按要求回填至振冲器提出后留下的空洞顶标高。振冲密实回填示意如图8。
6.7整平
由于振冲密实将导致场地表面的标高降低，地面标高不一致，因此在完成振冲后，用铲车将地面整平。
6.8试验检验
根据技术规格书规定，在施工阶段，每2500m：面积的地基处理就需要做一次承载力试验。在完成振冲处理以后至少7天，该区域才能进行承载力试验，试验地点由咨询工程师指定。承载力试验按照以下要求：
（1）施加的最大负荷相当于200%的设计轴承的压力，每次增加的荷载按照的施加最大负荷的20%。设计承载压力为300kn/m2。
（2）所应采用逐级增加荷载，沉降速率小于0.25mm/h。
（3）进行加载的区域的最小的横向宽度应不小于1.0m。另外，如果使用板负载测试，该板的最小直径应不小于1m。
（4）验收标准：150%设计载荷测得的总沉降不得超过25mm，或路基反力模量不低于20000kN/m3。
该项目的施工区域在进行地基振冲密实施工处理后，通过试验检验，地基承载力和回填土相对密度都达到设计要求，因此通过了咨询工程师的验收。
6.9操作要点
振冲密实法施工操作，关键是控制水量大小和留振时间。水量的大小是保证地基中砂土充分饱和，受到振动能够产生液化；足够的留振时间（30～60s）是使地基中的砂土完全液化，在停振后土颗粒便重新排列，使孔隙比减小，密实度提高。针对不同土质，施工方法有所不同。对于粉细砂应加填料，其功用是填充在振冲器上提后留下的孔洞；此外，填料作为传力介质，在振冲器的水平振动下，通过连续加填料将砂层进一步挤压加密。对中粗砂，当振冲器上提后孔壁极易坍落能自行填满下面的孔洞，因而可以不用加填料就地振密。如干砂厚度大，地下水位低，则应采取措施大量补水，以使砂处于或接近饱和状态时，方可施工。
在振冲区域施工处理完成，在振冲最上层靠近地面的1m左右，由于土的上覆压力小，密实度难以保证，故宜予挖除，另用振动碾压机进行碾压密实处理。
7.结语
阿联酋项目施工执行的通常是英国规范体系下的技术规格书，因此在施工理念、质量控制等方面与国内有不同之处。技术规格书只有设计标准，没有与国内类似的施工规范和质量检验评定标准，且技术规格书的规定是十分原则性的，对细节没有明确的要求，有些技术问题在技术规格书中会指出由咨工现场定夺或者通过做试验段来决定，所以咨询工程师的验收标准对成本影响很大，因此需要在施工前对地质资料进行详细的分析，根据分析结果来选择最优施工工艺，并且积极争取咨询工程师的同意。
关键词：地基处理；振冲密实；应用实践
中图分类号：U655.4 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2016）04-0064-03
1.前言
振冲法按加固机理和效果的不同，分为振冲置换法和振冲密实法两类。前者是在地基土中借振冲器成孔，置换填料，制造以碎石、砂砾等散粒材料组成的桩体，与原地基土一起构成复合地基，使地基承载力提高，沉降减少，它又名振冲置换碎石桩法；后者主要是利用振动和压力水使砂层液化，砂颗粒相互密实，重新排列，孔隙减少，从而提高砂层的承载力和抗液化能力，它又名振冲挤密砂桩法。本文重点介绍后者在实际工程中的应用。
2.工程概况
阿联酋拉斯海马渔人码头工程码头后方回填区域需要进行地基处理，设计要求对+4.0m以下进行振冲密实施工。图1为拉斯海马渔人码头工程典型断面图。
3.地质分析及工艺选择
振冲密实是一个通过在一个位置进行深层振动，使砂质土壤压实的技术。在振动和饱和度的影响下，松砂颗粒重新形成一个更紧凑的状态，并且提高砂的侧向压力。振冲密实技术是最适合于细微材料（粒径63um）含量少于10%且粘土（粒径小于20um）含量小于2%的中粗粒砂。图2为振冲密实基本原理示意图。图3为振冲技术在土壤中的适用范围图。
A区域：适合深层密实的材料范围（振冲密实技术）。
B区域：适合石桩的材料的范围（振冲置换技术）。
根据现场勘测确认回填土壤和海床以下的土壤砂基本上由具有小于10%的细料（小于63um）和少量淤泥组成。这种土壤在振冲密实后，能够达到设计要求，因此这些区域采用振冲密实技术进行施工。
4.施工工艺流程
该工程地基振冲密实处理施工流程如图4。
5.试验确定振冲网格间距布置
根据土地勘测报告，选择三个有代表性的区域进行试验，每块区域面积为900m2（60m×15m）。振冲密实的间距分别为3.2m、3.5m、4.0m的正三角形布置，如图5。
根据三个试验区的试验结果比对来确定施工阶段的振冲施工间距，最终选定3.5米的施工间距。
6.施工应用实践
6.1地基处理深度及施工平台准备
根据回填料的回填的厚度，和海底条件及地质深度，确定振冲密实平均深度约为8m。由于设计要求对+4.0m以下回填土进行振冲密实施工，根据经验，一般的松散回填土在振冲密实后，厚度将减少5%-10%。因此，在施工中需要超出设计标高0.5m用来预留沉降，因此施工平台标高确认为+4.5m。
6.2施工点位放样
根据现场的情况进行点位设置，分别设置控制点和基准点。振冲点位在工作开始之前，用明显的标记标识出来，如下图所示。
6.3振冲施工方法选用
振冲成孔按照施工步骤划分，可分为3种，分别是排孔法、跳打法、围幕法。
排孔法是由一端开始，依次逐步造孔至另一端结束，这样易于施工，且不易漏掉孔位；但是当孔位较密时，后打的位置容易发生倾斜和位移。
跳打法是在同一排孔采取隔一孔造一孔，先后造孔影响小，易保证振冲的垂直度；但要防止漏掉孔位，并应注意孑L位准确。
围幕法是先造外围2-3圈（排）孔，然后造内圈（排）。采用隔圈（排）造一圈（排）或依次向中心区造孔，能减少振冲能量的扩散，振密效果好，可节约孔数10%～15%，大面积施工常采用此法。但施工时需要注意防止漏掉孔位和保证其位置准确。
本项目由于施工作业面狭长，因此采用排孔法施工。
6.4振冲器定位
使用起重机将振冲器起吊至设置点位垂直上方，起重机缓慢将振动器放下。振冲器定位如图6。
6.5振冲成孔
在振冲成孔的过程中，应保持振冲器垂直，要密切关注振冲器是否偏差，一旦发现振冲器倾斜及时做出调整。在振冲过程中，保持喷嘴有水流出，防止喷嘴砂土被堵住，缓慢下沉直到振动器到达土壤拒绝深度。在这深度振冲器保持振动30～60s，然后缓慢提升0.5m。振冲成孔示意如图7。
6.6振冲填料密实
将振冲器提出少许，从振冲器周边形成的孑L口往下填料，填料从孔壁间隙下落，边填边振，直至该段振实，然后将振冲器提升0.5m，再从孔口往下填料，逐段施工，重复此步骤直到全部深度已密实。在这段时间里，填料可以是供应回填材料和现场土壤，填料应持续供应，按要求回填至振冲器提出后留下的空洞顶标高。振冲密实回填示意如图8。
6.7整平
由于振冲密实将导致场地表面的标高降低，地面标高不一致，因此在完成振冲后，用铲车将地面整平。
6.8试验检验
根据技术规格书规定，在施工阶段，每2500m：面积的地基处理就需要做一次承载力试验。在完成振冲处理以后至少7天，该区域才能进行承载力试验，试验地点由咨询工程师指定。承载力试验按照以下要求：
（1）施加的最大负荷相当于200%的设计轴承的压力，每次增加的荷载按照的施加最大负荷的20%。设计承载压力为300kn/m2。
（2）所应采用逐级增加荷载，沉降速率小于0.25mm/h。
（3）进行加载的区域的最小的横向宽度应不小于1.0m。另外，如果使用板负载测试，该板的最小直径应不小于1m。
（4）验收标准：150%设计载荷测得的总沉降不得超过25mm，或路基反力模量不低于20000kN/m3。
该项目的施工区域在进行地基振冲密实施工处理后，通过试验检验，地基承载力和回填土相对密度都达到设计要求，因此通过了咨询工程师的验收。
6.9操作要点
振冲密实法施工操作，关键是控制水量大小和留振时间。水量的大小是保证地基中砂土充分饱和，受到振动能够产生液化；足够的留振时间（30～60s）是使地基中的砂土完全液化，在停振后土颗粒便重新排列，使孔隙比减小，密实度提高。针对不同土质，施工方法有所不同。对于粉细砂应加填料，其功用是填充在振冲器上提后留下的孔洞；此外，填料作为传力介质，在振冲器的水平振动下，通过连续加填料将砂层进一步挤压加密。对中粗砂，当振冲器上提后孔壁极易坍落能自行填满下面的孔洞，因而可以不用加填料就地振密。如干砂厚度大，地下水位低，则应采取措施大量补水，以使砂处于或接近饱和状态时，方可施工。
在振冲区域施工处理完成，在振冲最上层靠近地面的1m左右，由于土的上覆压力小，密实度难以保证，故宜予挖除，另用振动碾压机进行碾压密实处理。
7.结语
阿联酋项目施工执行的通常是英国规范体系下的技术规格书，因此在施工理念、质量控制等方面与国内有不同之处。技术规格书只有设计标准，没有与国内类似的施工规范和质量检验评定标准，且技术规格书的规定是十分原则性的，对细节没有明确的要求，有些技术问题在技术规格书中会指出由咨工现场定夺或者通过做试验段来决定，所以咨询工程师的验收标准对成本影响很大，因此需要在施工前对地质资料进行详细的分析，根据分析结果来选择最优施工工艺，并且积极争取咨询工程师的同意。