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岩土研究院

振动水冲法(振冲法)

362 2022-03-09 09:33:32

如前所述,振冲法是利用振冲器(如图7.1.1)的强烈振动和压力水冲贯入到土层深度处,使松砂地基(称振冲密实法),或在软弱土层中填入碎石(即振冲置换法)等无凝聚性粗粒料,形成强度大于周围土的桩柱并和原地基土构成复合地基,提高地基强度的一种加固技术。

振冲加密松散砂基和复合地基的加固机理完全不同。前者是用振冲法使松散砂基变密,后者是振冲法在地基中以紧密的粗粒桩身材料置换一部分地基土。因此,振冲法发展成两大分支;一是适用于粘性土地基的"振冲置换",二是适用于砂基的"振冲密实"。"振冲密实"又包含"振冲加密"和"振实挤密"两种加固机理。"振冲加密"是在较纯净(含泥量<10%)的中,粗砂层中振冲,采用不加填料进行振冲加密的方法;"振实挤密"是在中、细砂和粉土层中振冲,在振冲孔中填碎(卵)石料,这样除置换作用外还有振实挤密作用,这种方法形成的桩和桩间土构成复合地基。

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二、振冲法的优缺点

振冲法加固松软地基土,由于施工方法的特殊性,其具有独特的优缺点。

(一)振冲法加固松软地基的优点

振冲法加固松软地基具有以下几方面的优点∶

1.利用振冲加固地基,施工机具简单、操作方便、施工速度较快、加固质量容易控制,并能适用于不同的土类,目前的施工技术最深可达 30m。

2.加固时不需钢材、水泥,仅用碎石、卵石、角砾、圆砾等当地硬质粗粒径材料,因而地基加固造价较低,与钢筋混凝土桩相比,一般可节约投资1/3,具有明显的经济效益。

3.在对砂基的加固过程中,通过挤密作用、排水减压作用及振动水冲能对松散砂基产生预震作用,对砂基抗震、防止液化具有独到的优越性。在软弱地基中,经振冲填以碎石或卵石等粗粒材料,成桩后改变了地基的排水条件,可加速地震时辉静孔,隙水压力的消散,有利干地基抗震并防止液化,同时能加速桩间土的固结、提高其强度。

4.在加固不均匀的天然地基时,在平面和深度范围内,由于地基的振密程度可随地基软硬程度用不同的填料进行调整,同样可取得相同的密实电流,使加固后的地基成为均匀地基,以满足工程对地基不均匀变形的要求。

5.振冲器的振动力能直接作用于地基深层软弱土的部位,对软弱土层施加的侧向挤压力大,因而促进地基土密实的效果与其他地基处理方法相比效果更好。

(二)振冲法的缺点及处理方法

振冲法在施工时,尤其是在粘性土中施工时,排放的污水、污泥量较大,在人口稠密的地区或没有排污泥条件时,使用上要受到一定的限制。

为了克服排污泥的缺点,国内外均在研究干振法(本章7.2.1中所述)和其他干法施工(本章7.2中所述)加固法。

三、振冲法的改进和发展

我国自1977年应用振冲法以来,已在许多工程项目中得到广泛的应用。当前,我国振冲设备也不断改进,从原来只有 30kW 的振冲器发展到现在已陆续研制出了55kW、75kW、90kW 的大功率振冲器;南京水利科学研究院研制成功的水平加垂直振动型双向振动的振冲器,以及为了克服振冲法排污多的缺点而研制成的干振碎石桩等干法碎石桩,拓宽了振冲法的使用范围。

振冲法适宜处理的地基土质也仅由原来的松散砂基发展到粘性土地基.其至在软弱粘性土地基中也有成功的实例。

由此可见,振冲法在地基处理中有着广阔的应用前景。