巖土工程師輔導(dǎo)：地基加固無外填料振沖施工過程

　　某海港是我國目前現(xiàn)代化程度較高的深水港口，投資規(guī)模大，建設(shè)工期三年半。它建筑于海上，周邊為列島鏈區(qū)。港區(qū)總面積134.64萬m2，其中水域面積122 .76萬m2，陸域形成為大面積吹填砂。原始地質(zhì)地貌條件比較復(fù)雜，港區(qū)海底標(biāo)高0.4至-32.9 m，吹填后標(biāo)高+7.5至+8.0m;陸域形成的平均厚度達(dá)23.6m，最大厚度達(dá)45m.砂源為附近海砂，砂質(zhì)細(xì)粉砂，砂粒粒徑0.075mm及其以上≥85%，0.005mm及其以下 <5%，并含有一定量的粉粒和粘土粒。吹填后標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N小于10，屬于松散狀態(tài)。

　　施工工藝及參數(shù)的確定

　　為確保港區(qū)能如期發(fā)揮效益，將來能安全、正常的運營，必須采用合理、有效、經(jīng)濟的地基處理方法。規(guī)范要求在對港區(qū)進(jìn)行大面積處理前，必須先進(jìn)行地基處理試驗，掌握第一手資料來指導(dǎo)大面積地基加固施工。港區(qū)設(shè)計標(biāo)高7.3m，地基加固整平后標(biāo)高6.5m.設(shè)計經(jīng)過多次研討，對于港區(qū)實際情況，認(rèn)為采取振沖法加固比較適宜，并設(shè)計了幾套(機型55KW、75KW、100KW、125KW，孔距2.5m、3m、3.5m、4m、4.5m，有、無外填料，留振時間10S、20S、30S，振沖時間40min、45min、50min、60min，單、雙點振等)施工工藝及參數(shù)供現(xiàn)場試驗。

　　設(shè)計要求：

　　1、有效加固深度：淺區(qū)振沖加固深度達(dá)海底泥面以上0.5m;

　　深區(qū)振沖加固深度不小于15m，達(dá)-8.2m

　　2、地基加固后檢測指標(biāo)： 承載力為180―200Kpa，靜力觸探錐尖阻力>7Mpa，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N63.5>18擊。

　　3、深區(qū)通過地基加固后地表沉降量約80cm.現(xiàn)場進(jìn)行的大量試驗對比與檢測結(jié)果表明：采用無外填料振沖法，振沖器ZCQ-75(75KW、)，振點平面布置按等邊三角形布置，孔距3.5m，雙點振及施工工藝，振深按設(shè)計值處理，能滿足設(shè)計要求，且經(jīng)濟適用。

　　振動水沖法：簡稱振沖法。作用機理以振沖器振動頻率、98m/s&2的水平加速度、激振力和壓力水的聯(lián)合作用，在浸水飽和的松散砂層中向下邊沖邊振，使振沖器達(dá)到所要加固的深度，再上下反復(fù)振沖擠密，再通過分段振動上拔留振，使浸水飽和的松散砂層充分液化，以其激振力使液化的顆粒重新排列致密、砂層不斷下沉的同時獲得強烈的預(yù)震，并在振沖過程中不斷就地回填砂，防止產(chǎn)生孔洞，以此來提高地基強度，減少變形，消除地震液化。

　　施工過程監(jiān)理

　　(一) 預(yù)控

　　1、認(rèn)真研究設(shè)計資料，領(lǐng)會設(shè)計意圖。根據(jù)施工圖紙、試驗資料、設(shè)計施工工藝來審查施工組織設(shè)計，并重點提出：本工程加固面積大，合同工期短，施工機械多，布局要合理，工作要連續(xù)，施工順序要從一邊向另一邊進(jìn)行，互不干擾，保證施工安全。質(zhì)量保證體系要運轉(zhuǎn)正常，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要明確，質(zhì)量保證措施要落到實處，現(xiàn)場管理人員要求足夠，每臺班機組施工人員也要配足;施工前要反復(fù)進(jìn)行技術(shù)交底，必要時進(jìn)行現(xiàn)場培訓(xùn)等。所采用的振沖機械設(shè)備性能應(yīng)符合下表：

　　其單個振沖影響范圍3～5m，振沖桿長度要符合設(shè)計要求。場地內(nèi)地下水位不一致，要有詳細(xì)的供、排水方案。

　　2、設(shè)計規(guī)定：深淺區(qū)的劃分以振深15m為準(zhǔn)，大于等于15m為深區(qū)，小于15m為淺區(qū)。審批各小區(qū)劃分。

　　3、監(jiān)理人員要督促業(yè)主做好開工前施工場地的三通一平工作。

　　4、向施工隊伍提供場區(qū)內(nèi)巖土工程勘測報告或其它所需技術(shù)數(shù)據(jù)資料，提供施工放線所必須的坐標(biāo)點、水準(zhǔn)點及有關(guān)資料。

　　5、監(jiān)理人員檢查了進(jìn)場設(shè)備，與施工組織設(shè)計中提供的設(shè)備內(nèi)容相一致，滿足設(shè)計要求。對連接兩只振沖器振桿的橫檔尺寸進(jìn)行校核，使其符合孔距。

　　6、復(fù)測施工區(qū)域角點樁位，同時對小區(qū)內(nèi)的振沖孔位進(jìn)行詳細(xì)的復(fù)測，防止漏孔。

　　7、復(fù)測各小區(qū)振前標(biāo)高，以便確定各個施工小區(qū)的振沖深度。為保證加固深度達(dá)到要求，監(jiān)理規(guī)定：深區(qū)振深以地表高的標(biāo)高加上所要達(dá)到加固深度的標(biāo)高來確定，淺區(qū)振深以地表低的標(biāo)高加上海底泥面標(biāo)高來確定。對施工單位上報的各小區(qū)振深予以核對確認(rèn)。

　　8、對施工單位進(jìn)行監(jiān)理交底，技術(shù)交底。

　　(二) 過程控制

　　1、振沖施工工序控制工序監(jiān)理是施工過程監(jiān)控的核心工作，是保持振沖施工的各工序處于穩(wěn)定狀態(tài)的活動。同時它又是動態(tài)控制，是全過程全方位的質(zhì)量控制。振沖施工工序質(zhì)量控制就是使影響施工質(zhì)量的各種因素始終處于控制狀態(tài)的一種管理辦法。根據(jù)設(shè)計確定的施工工藝，其工序主要技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)見表一。

　　2、振沖加固施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵點振沖水沖法施工，監(jiān)理人員應(yīng)始終在現(xiàn)場監(jiān)理操作全過程。根據(jù)工序質(zhì)量指標(biāo)，我們制訂出質(zhì)量控制的關(guān)鍵點：

　　(1)振沖深度;(2)振沖、留振時間;(3)密實電流;(4)填料及時。這是施工質(zhì)量的四要素，要求在施工的全過程中必須全部達(dá)到設(shè)計要求。

　　振沖深度是保證工程質(zhì)量的前提。振沖、留振時間是關(guān)鍵，振沖時間有兩部分組成：振沖器下沉和上拔時間，孔底孔口及分段留振時間;分段振是樁孔縱向砂層液化必要手段，留振是強化，留振時間長短是關(guān)系砂層液化的程度和液化區(qū)域，也是監(jiān)理控制的關(guān)鍵;控制振沖時間只有通過控制留振時間才能實現(xiàn)。密實電流是達(dá)到質(zhì)量要求的標(biāo)記。填料及時是改善樁孔中心密實程度的一項措施。

　　(1)振沖深度：監(jiān)理人員在現(xiàn)場首先核對施工小區(qū)，然后根據(jù)確定的該區(qū)振深，要求在振沖器桿上標(biāo)注第一次、第二次、第三次振深的醒目標(biāo)志，以便操作、檢查，確保振沖深度。

　　(2)振沖、留振時間：按小區(qū)確定的實際加固深度與設(shè)計工藝要求來計算單樁振沖時間。一般振深在15m～16m，單樁振沖時間為45～46min，振深小于15m，其振沖時間要求施工單位計算好報監(jiān)理，監(jiān)理審核批準(zhǔn)后再施工。振沖、留振時間是四要素中之要點，保證了留振時間，其振沖時間才能保證。因此要求操作人員、現(xiàn)場管理人員熟記掌握，并在振桿上按50cm一格標(biāo)注，便于每振動上拔50cm后留振10～20S;要求每臺機組專人在第二、三次振沖上拔過程中向樁孔內(nèi)及時就地填砂，加上間隔留振，以改善樁孔中心密實程度。

　　(3)密實電流：按設(shè)計要求上提密實電流為55～70A，要求每臺機組配電箱要有電流表顯示，便于記錄、檢查。

　　(4)填料及時：防止產(chǎn)生孔洞。

　　監(jiān)理人員圍繞四個關(guān)鍵點進(jìn)行全過程旁站，并有專人日常巡視，發(fā)現(xiàn)問題，及時糾正。

　　3、監(jiān)理人員對施工單位的質(zhì)保體系進(jìn)行檢查，對工序自檢資料進(jìn)行抽查;施工記錄要求真實、認(rèn)真、同步，簽字后報驗，以保證施工過程中的工藝符合設(shè)計要求;認(rèn)真審查施工日報表，結(jié)合現(xiàn)場旁站情況，在小區(qū)孔位圖上標(biāo)注檢查，每天與施工單位核對，有效地防止了漏孔。

　　4、施工場地較大，地下水位分布不均勻，靠近圍堤邊在地表下3～4m，中間場地在地表下1m左右。為達(dá)到振沖效果，監(jiān)理要求：圍堤邊施工前泡水時間加長至6～10小時，振沖機械循環(huán)水在海里抽;地下水位高的施工范圍內(nèi)的存水不當(dāng)可用作循環(huán)水，多余的還要往海里抽。施工完畢，立即往外排，以提高加固地基的早期強度。

　　5、施工中常見的質(zhì)量問題。

　　(三)振沖地基的監(jiān)理驗收

　　1、監(jiān)理現(xiàn)場檢查方法。

　　2、檢驗驗收：施工質(zhì)量檢驗主要內(nèi)容是檢驗加固后砂土的物理力學(xué)性能是否符合要求，具體是標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探、承載力檢測值、地表沉降量是否滿足設(shè)計要求。按規(guī)范要求對振沖完地基間隔四周后進(jìn)行了地基承載力、標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探三項指標(biāo)檢測，結(jié)果除個別小區(qū)標(biāo)貫值達(dá)不到外其余均達(dá)到設(shè)計要求，深區(qū)地表沉降量經(jīng)測達(dá)到設(shè)計要求。平整后標(biāo)高符合要求，成功地交給下一道工序施工。

　　存在的問題和改進(jìn)意見

　　吹填過程中含泥量控制不均衡，加上敞開式施工回淤較大，局部小區(qū)中間形成夾泥層，振沖后表層有一層10～20cm厚淤泥;盡管同樣通過振沖處理，但該處的標(biāo)貫值就是達(dá)不到設(shè)計要求，后來不得不采用高能量強夯進(jìn)行加固。

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