回填砂振冲密实典型实验
公路吹填土地基振冲密实法处理的试验研究
第11卷第8期中国水运V ol.11N o.82011年8月Chi na W at er Trans port A ugus t 2011收稿日期：6作者简介：朱中卫（），女，湖北荆州人，杨浦区建设工程安全质量监督站工程师，硕士，岩土工程专业。
公路吹填土地基振冲密实法处理的试验研究朱中卫（杨浦区建设工程安全质量监督站，上海200090）摘要：上海市长兴岛吹填区域表层为粉细砂，状态松散，土质不匀，严重液化，承载力较低，其下分布夹有较多淤泥的细颗粒土层，不能直接作为公路地基。
由于振冲密实法具有施工简便、造价低等优点，故考虑采用该法对此处公路地基进行加固，为此进行了一系列试验研究。
通过振冲密实法处理前后土体静力触探、标准贯入、载荷试验及室内土工试验对比，总结出振冲密实法仅对表层粉细砂加固效果明显，地基最终承载力仍不能满足设计要求。
关键词：振冲密实；吹填土；细颗粒；地基处理中图分类号：TU 472文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）08-0206-02一、概述1936年，德国S.St eu erm an 提出振冲密实法[1]，我国于上世纪七十年代中期将其引进，振冲密实法是利用振动和水冲加固松砂地基，该法施工简便、工期短、噪音低、对邻近建筑物影响小，且造价低、效果显著，因此得到了广泛的推广和应用。
目前，振冲法加固砂土类地基有无填料加固和填料加固两种方法[2]。
粉细砂地基土体颗粒较细，振冲时易产生宽广的流态区，振冲挤密的效果很难保证，因此此类地基多采用添加填料的振冲法；而对于处理粘粒含量小于10%的中粗砂地基，多采用无填料振冲法[1,2]。
无填料振冲密实法加固砂土类地基的原理有两点：①振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化或结构破坏，砂颗粒重新排列，孔隙减少；②振冲器的水平振动力，将孔顶自行塌陷的砂振动挤压加密，从而达到加固的目的[1]。
本文依托上海市长江口长兴岛上吹填区域公路工程，探讨了振冲密实法在此处公路地基处理中的适宜性，得出如下结论：此处采用低水压振冲加固，表层吹填土加固效果明显，而分布于吹填土下厚约1.5m 的细颗粒土体无改善，且局部土体原有结构遭破坏，状态更差，因此，此处采用振冲密实法加固路基不能达到设计要求。
厦门港某护岸工程砂基振冲密实处理
666 第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集厦门港某护岸工程砂基振冲密实处理陈加庆(中港三航局厦门分公司，福建 厦门 361006)摘要：海岸工程如码头、护岸等工程的地基常由于承载力问题而需采用换填砂基的方式进行处理。
但水下砂基无法同陆上砂基采用常规的密实处理方法，导致水下砂基的处理有时难以达到设计所要求密实度。
本文以厦门港某护岸工程砂基的水下振冲密实处理为工程实例，介绍水下振冲技术在海岸工程中的应用。
关键词：护岸工程；砂基密实；水下振冲1 工程概况厦门港某护岸工程位于厦门岛西侧，该护岸的地基采用多种软基处理方式，其中400 m长的护岸地基处理采用换填砂并进行水上振冲密实的工艺。
1.1 振冲处理的范围本工程换填后的砂基础顶面高程为黄零-3.1 m。
由于高程较低，砂基础顶面始终无法露出水面，因此，只能采用水上振冲。
振冲范围长400 m，宽度10～17 m，深度4～9 m，总面积为5 600 m2，总方数约32 663 m3。
1.2 换填砂性质换填砂在护岸基槽用挖泥船挖好后由民船乘高潮抛填。
经检测，该砂为中粗砂，含泥量小于3%，振冲前天然状态下的平均标准贯入击数N为6击，相对密度约20%～40%。
1.3 振冲处理的设计要求设计要求在振冲处理区5 600 m2范围内的水中换填砂经振冲后，标贯击数N不小于15击，达到稍密——中密等级。
2 振冲砂的船机配备水上振冲砂所需的船机有：一艘400 t方驳和一台25 t履带吊机组成起重船，一套吊管及振冲器ZCQ30，2台扬程为108 m的给水泵及相应的高压输水管。
船机组成如图1所示。
图1 水上振冲砂船机配备示意3 振冲技术参数的确定3.1 振冲砂的加固机理振冲砂是通过振冲器的强力振动使饱和砂基础发生液化，砂颗粒重新排列，孔隙减小，使砂基础达到密实的目的。
第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集 6673.2试验段施工根据规范规定，振冲砂正式施工之前必须进行试验性施工。
振冲密实联合振动碾压法加固粉细砂试验研究
振冲法加固砂土类地基, 形成和始于 1937 年的 德国, 20 世纪 70 年代中期进入我国。由于 该法具 有工艺简单、 经济实用和效果显著等优点, 在世界各 地得到了广泛的应用
[ 1~ 5]
5 5~ 10 5m, 砂层为饱和、 疏松状态 , 地下水位在地 表以下 2m 左右。试验区加固的具 体目标为: 振冲 密实加固深度应大于 8~ 10m, 要求加固后吹填砂层 达到 中 密 以 上 状 态, 其 地 基 承 载 力 达 到 180 ~ 200kP a, 差异沉降控制在 0 5% ~ 1% 。 1 2 振冲试验方案 振冲联合振动碾压法加固吹填粉细砂地基没有 较成熟的技术可供借鉴 , 故我们选择代表性区域进 行了多个小区的振冲联合振动碾压法试验。整个试 验分 区分 为 I1- 1 、 I1- 2 、 I2- 1 、 I2- 2 四 个小 区, I 1- 1 、 I 1- 2 小区又各分成 A 、 B、 C、 D 四个子区, I 2- 2 小区分 为 A、 B、 C 三个子区。分别采用 ZCQ- 55 和 ZCQ75 两种型号振冲器 , 单机振冲和双机线性共振两种 振冲方式, 两种不同的施工工艺 , 2 5、 3、 3 5m 三种 不同的振冲点间距, 振冲孔平面布置采用等边三角 形 , 分别进 行试验。具体采 用的振 冲方案 见表 1。
试验采用的振冲方案
振冲器型号 施工工艺 上部硬壳层 是否水冲 水冲 不加水冲 水冲 不加水冲 水冲 不加水冲 不加水冲 不加水冲 水冲 不加水冲 水冲 不加水冲
1 3 1 不同功率振冲器对加固效果的影响 为了验证振冲联合振动碾压法加固粉细砂土地 基的适宜性和研究不同功率的振冲器对其加固效果 的影响 , 采用相同施工工艺、 相同振冲间距分别在各 个小区进行了振冲试验 , 并在结束后 28d 进行静力 触探试验 , 试验区加固后的典型静力触探比贯入阻 力比较见表 2。 由表 2 可以看出: 1) 在 初 始 比 贯 入 阻 力 相 差 较 大 的 情 况 下, ZCQ75 振冲器的效果明显优于 ZCQ55 振冲 器, 前 者的比贯入阻力增加值比后者高一百多个百分点。 2) ZCQ75 振冲器的振动力 大, 影响半 径也大, 对土的挤密范围也大 , 故在该试验中的加固效果比 较好。另外 , 其工效也明显高于 ZCQ55 振冲器。
沉箱后方回填砂及振冲密实施工方案
沉箱前方回填砂及振冲密实施工方案一、箱后回填砂工程概况前方回填砂承受中粗砂，范围：胸墙后沿线到距码头前沿线 40m 处按 1：3 的边坡线放坡。
砂质符合φ≥320，含泥量≤5%的要求，需进展振冲密实到达N≥15击，工程量为 547013m3。
施工工艺流程箱后土工布铺设完成皮带船直接抛填中粗砂至于+1.8m 箱后推填中粗砂至标高+1.8m 码头上部构造施工〔包括胸墙、桩帽、后轨道梁等〕箱后回填中粗砂〔回填至标高＋4.3m〕施工方法码头前方水下土工布铺设完成150m 后〔沉箱内和沉箱接缝间的充填完成〕，即开头抛填前方回填砂。
码头后回填砂前要检查基床和岸坡有无回淤或塌坡，必要时进展清理。
码头后回填砂施工进度紧跟土工布的施工分段分层进展。
每段长度约 50m，分层厚 2.5m。
在前方陆域上设立标杆标示。
前方回填砂承受两种方法共同施工，先在沉箱后沿向陆 2m 承受 1500m3 皮带砂船进展抛砂，坡度 1：3，顶标高+1.8m；再承受陆域推填砂，坡度 1：10，顶标高+1.8m。
接着进展沉箱封顶砼施工，待施工完成后，再筑堤然后推填中粗砂至+4.3m 高程，回填出水后使用推土机协作场地平坦。
胸墙后的回填砂要在胸墙接缝处混合倒滤层施工完成后进展。
机械设备组装、调试大区掌握点坐标施测吊机定位小区域孔放点振前检查冲孔~成孔留振~提升~留振关机移位效果检查二、回填砂振冲密实工程概况待码头前方中粗砂回填至标高+4.9m 后，在陆上进展中粗砂振冲密实。
振冲挤密法加固砂层一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，砂颗粒重排列，孔隙减小；另一方面振冲器的振动力将补充的砂〔来至孔顶的填料或自行塌陷的砂〕挤压加密。
沉箱后回填砂振冲密实进展加固处理共计547013 m3。
振冲密实加固的技术指标要求 CPT 静力触探 10MPa，SPT 标准贯入 15，最小外表沉降 60cm。
施工工艺流程振冲试验在振冲正式施工之前参考一期阅历进展振冲试验，依据振冲试验结果校正设计提出的振冲施工工艺和振冲参数。
振冲密实法的应用
高 程 为＋ ． ｍ （ 准 面 为 ｌ ５ 年 黄 海 高 ５５ 基 ９６ 程 系 ） ， 围 堰 内 机 场 隧 道 两 侧 的 软 ： Ｌ 地 基 采 用 振冲 砂桩 ，其 中主 跑 道 与滑 行 道 则采 用 振 冲 砂 桩 与 旋 喷 桩 联 合 加 固 ， 地 基 承载 力大 于 ｌ ０ Ｐ 。 由于 本 工 程 作 ４Ｋ ａ 以后 机 场 跑 道 用 ，所 以软 土 地 处 理 要 求 相 对要 高 。衔 接 段 的沉 降主 要 由下 部
以５ ６ ～ ｍ／ｍ ｎ 度 均 匀 提 振 冲 器 至 孔 ｉ速 口 ，然 后 反插 到 原始 振 冲 器 位 置 ，这 样
强 力 振 动 和 压 力 水 作 用 使砂 层 液 化 ， 周 围 的砂 在 径 向 一定 范 内出 现 瞬 间 的 结 构破 坏 ，抗 剪 强 度 降 低 ， 在 上 覆 荷 重 和 振 动 作 用 下 ， 砂 粒 重 新 排 列 ， 相 对 密度 增 大 ，从 而 提 高 砂 层 承 载 力 和 抗 液 化 能 力 。振 冲 加 固 密 实 效 果 随深 度 增 加而 增
次 ，砂 桩 穿 过 淤 泥 层进 入 伏 砂 质粘 性 土 ０５ ． ｍ，淤 泥 段 用 砂 混 合料 （ 中粗 砂 、 碎 石 各 占５ ％）做 填 料 ，砂 石 含 泥 不 ０ 天 ｊ５ ， 碎 石 的 粒 径 为２ ～５ ｒ ：％ Ｏ ０ ｍ， 回填 ａ
中 粗砂 段 ， 不加 填 料 ，就 地 振 密 。
１ ２ 工 过程 ．施
当振 冲器 距桩 底标 高３ ～５ ｃ ０ ０ ｍ时
应 留振 ｌ ｓ 水 压 在 ５ ０ ７０ Ｐ ，然 后 Ｏ， ０ ～ ０ｋａ
换填砂及振冲密实工艺在码头工程中的应用
选 定。必要 时也 可选择 两种或多种地基处理 方法联合使 用。
本 文 主 要 论 述 的就 是 换 填 砂 和 振 冲 密 实工 艺 两 种 地 基 处 理 方
（ ）乘潮停 靠 １０ ０ ２ ，０ Ｔ级杂货船 ：船长 Ｌ ６ ｍ，船宽 ＝５
Ｂ ＝１１Ｔ 。 １Ｉ
（ ）淤 泥 及 淤 泥 质 粘 土 １
分 布 于 海 底 表 层 ， 向 南 方 向 厚 度 增 大 ， 厚 度 ０３ ￣ ．０ ， 均 厚 度 ５ ７ ｍ 。灰 ～ 黑 色 ，饱 和 ，流 塑 ， ．０ １ ８ ｍ 平 １ ．０ 灰
在 近岸部分含 大量贝壳、珊瑚碎片 和砂 ，局部为砂混淤 泥 。
方 块 方 案 。 由于 该 工 程 点 软 弱 层 指 标 差 ，码 头 基 础 必 须 进 行
软基处理 。
本 区地 层 一 般 可 分 为 ４层 ，即 灰 色 淤 泥 及 淤 泥 质 粘 土 、 强 风 化 玄 武 岩 、 黄 色 粘 土 间薄 层粉 砂 、 黄 褐 色 、灰 色 粉 砂 间 薄 层 粘 土 。现 将 该 区地 层 自上 而 下 分 述 如 下 ：
该 层 标 贯 最 大 Ｎ＝ ． ，最 小 Ｎ＜１ 。 ３５击 击 （ ） 强风 化 玄 武 岩 ２ 场 区 内均 有 分 布 ，厚 度 ０ １ ￣ ．５ ，平 均 ０ ６ ｍ ，上 ．０ １９ ｍ ．４ 部 风 化 成 碎 石 状 ，下 部 较 完 整 ，局 部 为 中 风 化 ，岩 块 之 间混 杂 粘性 土 。 层 向 南 方 向 倾 斜 并 渐 变 薄 ，岩 石 块 径 逐 渐 变 小 ， 该 强 度 降低 。 该 层 标 贯 Ｎ＞ ０击 。 ５
（ ）黄色粘 土间薄层粉砂 ３
浅析振冲密实法在砂性回填料中的应用
浅析振冲密实法在砂性回填料中的应用摘要：振冲密实法地基处理具有所用设备少，加固速度快，振动影响范围小的特点，在港口与航道工程吹填造陆后的地基处理中广泛应用。
文章结合科威特LNGI项目吹填造陆后振冲地基处理工程实际，从振冲密实法的原理为切入点，以振冲头组成、振冲器作用机制、振冲点布置、振冲地基处理工艺参数等方面对振冲密实法涉及的相关基本理论做分析，介绍无填料振冲密实法在砂性地基处理工程中的应用，保证了工程的顺利施工，可供参考。
关键词：振冲密实；砂性回填料；加固处理振冲法分为振冲置换法和振冲密实法两类。
振冲置换法适用于处理不排水抗剪强度≥20kPa的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。
振冲密实法适用于处理砂土和粉土等地基。
不加填料的振冲密实法一般适用于处理粘粒含量＜10%的粗砂、中砂地基。
振冲密实法是在振冲器的反复水平振动和振冲头的冲水作用下，使周围土体在振冲器径向的一定范围内出现瞬间的结构破坏，土体抗剪强度降低，土颗粒重新排列，孔隙减少，相对密度提高，以达到提高土体强度、减少沉降、防止液化的加固土体的方法。
1 工程概况科威特LNGI项目施工内容主要包括临时抛石围堰，疏浚吹填和相应区域的地基处理，地基处理面积约50万m2，最大振冲砂层厚度大达22m。
根据项目设计文件知，地基处理后的吹填区将建造8个油罐，作为油罐区使用，所以业主对吹填区地基处理提出了较高的质量标准：对地基处理深度范围内吹填土层需满足水面以上95%压实度，水面以下90%压实度要求，且满足最小荷载200kPa作用下，10年工后沉降≤25mm。
2 振冲密实法地基处理概述2.1 振冲密实法地基处理基本原理振冲密实法地基处理，主要通过振冲器产生振动能量，让周围土体颗粒产生振动液化，迫使土体颗粒进行重新排列，从而达到密实状态；另一方面是依靠振动器的水平振挤作用，将补充的砂进行振动挤压密实，从而提高砂层的承载力和抗液化能力。
2.2 振冲头的组成一般振冲头由2部分组成，底部的振动器和后面连接的钢管。
振冲(挤密砂法)施工总结
广州港南沙港区一期工程1#、2#泊位码头水工结构工程振冲（挤密砂法）加固处理地基典型施工总结工程名称：广州港南沙港区1#、2#泊位水工结构工程典型施工项目：振冲（挤密砂法）加固处理地基典型施工日期：2004年4月9目总结日期：2004年5月10日一、前言广州港南沙港区一期工程1#、2#泊位工程为重力式沉箱结构。
根据设计要求，码头后方160.55m陆域为清除原海底软土后填（吹）砂而成。
后方清淤标高－18m～－22m；回（吹）填砂为中细砂，含泥量小于5％，内磨擦角φ≥28°。
使用设计荷载：码头前沿线后70m范围内为30KN/m2，70m以外为60KN/m2。
根据设计使用荷载要求，回填砂和吹填砂均采用振冲法进行加固处理。
二、施工要求交工标高：＋5.4m振冲挤密砂法加固：Ⅰ区加固长度长×宽为685×55m，加固标高＋6.0m～－4.6m，加固深度10.6m；Ⅱ区加固长度长×宽为685×90.55m，加固标高＋6.0m～－9.6m，加固深度15.6m；加固总面积为99701.75m2，加固总体积为1366972.30m3。
振冲加固后达到的技术指标：三、振冲挤密砂法加固施工工艺根据振冲试验区检测数据分析，选用振冲器ZCQ-100A，布点形式为等边三角形，间距为3m×3m，按照振冲试验区振冲技术要求进行控制。
1、设备选型：选用振冲器ZCQ-100A，设备功率为100KW，采用双点振冲；2、布点形式与间距：形式为等边三角形。
布点为3m×3m，详见振冲点布置图；3、振冲器的技术要求（ZCQ-100A）：4、振冲器的技术参数（ZCQ-100A）控制；①振冲深度不得小于设计加固深度-4.6m（10.6m）、-9.6m（15.6m）；②贯入与上拔速度为1.5-2.0m/min；③水压0.2-0.4MPa，上部2m成孔时水压取0.2MPa， 2m以下水压取0.4MPa；④每段提升高度为：0.3～0.5m；⑤密实电流为：空振电流＋30-50A；⑥每遍在上拔到孔口时填砂密实；⑦24h连续作业。
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1.1.1 典型实验
1、施工准备：
（1）设备选用：回填砂振冲密实采用陆上施工，振冲设备宜采用50t 履带吊，振冲机械采用ZCQ-75，功率为75KW，最大振冲深度20米，按照业主要求振冲深度8米。
（2）场地情况：在深层软土地基进行处理，堆载预压及卸载完成后，进行场地清理。
选取具代表性的20×20m 区域，进行现场工艺性试验。
（3）振冲初始标高：目前已验收且可进行振冲密实的施工段标高为6.9m～7.4m。
（4）设计振冲底标高：+1.8m。
2.工艺试验目的：通过工艺试验确定：振密的可能性、孔距、振密电流值、振冲水压力、设备的工作性能能。
工艺性试验获取每个振密段长对应的“成孔电流—密实电流—留振时间—每米填料量”的统计表，以判断施工及效果的均匀性。
1.1.2 回填砂振冲密实施工工艺
1、放样、就位
振冲孔位施工放样。
采用全站仪分若干矩形的四角坐标定位，然后拉垂直交叉平行线，钢尺量测振冲孔位。
孔位成正三角形布置，间距2.5米。
2、高程控制
振冲起始控制高程为各区堆载预压卸载高程（地基处理竣工交地高程+振沉量），振冲底高程按+1.8m 控制，振沉量预计为0.7m。
3、施工
施工顺序沿平行直线逐点进行。
振冲器对准孔位。
施工前，检查振冲器的性能，电流表、电压表的准确度，打开水源和电源，检查水压，水量、电压、密实电流和振冲器的空载电流是否正常。
启动吊机，开启振冲器下沉，下沉速度控制在3m/min，并观察振冲器电流变化，电流最大值不得超过振冲器的额定电流，当超过额定电流值时，必须减慢振冲器下沉的速度。
当振冲器下沉到振冲地基底部（标高：+1.8m），将射水量减至最小，并在这
一深度上留振30s，电流趋于稳定，并达到规定密实电流值。
在振杆上标明刻度，每50cm一格；以25cm/s速度提升振冲器。
每提升0.5m 就留振20s，并观察振冲器电流变化。
提升到孔口处留振10s。
作好现场记录和控制工作
4、振冲检验
采用现场标准贯入试验检验，若回填砂标准贯入锤击数＞15，则可按此参数进行大面积振冲；若回填砂标准贯入锤击数≤15，则要重新调整振冲参数。
1.1.3 施工质量控制
1、在振冲施工时，若发现因回填砂粘粒含量原因，直接影响振冲密实效果，在振冲孔内可加粗颗粒材料，以增加密实效果。
2、为提高振冲效果，振冲宜选择在较高水位时施工（平均潮位以上）。
振冲施工前3～4 个小时，要对振冲施工区域进行灌水，使表面干砂层吸水饱和，以便改善上部砂土振冲效果。
3、振冲密实后场地整平标高允许偏差范围±20mm。
4、振冲结束后，采用振动压路机振动碾压后整平至地基处理交工高程。
5、振冲密实过程中，为保证施工质量，电压、密实电流、留振时间要符合要求，电源电压低于350V时停止施工。
6、振冲密实施工中，如遇到振冲器不能贯入，可增设辅助水管，以加快下沉速率。
7、若振冲时形成较大圆锥形孔，须用人工将孔边砂往桩孔回填。
8、测定振冲后桩顶标高。
1.1.4 质量保证措施
（1）严格按工艺要求进行振冲密实，不得出现漏点现象；
（2）加强履带式起重机定位控制，确保振冲点位和间距的准确性。
（4）委托有资质的检测单位进行检测。
（5）质量控制标准见错误!未找到引用源。
表错误!文档中没有指定样式的文字。
-1 振冲密实施工标准、允许偏差。