浅谈处理松散砂土地基的三种方法

吕小明

摘要：水利工程施工中，常会遇见松散砂土，而松散砂层不能满足绝大多数建筑对地基承载力的要求，因此必须对其处理。本文探讨了几种常见的砂层地基处理方法。

关键词：松散砂层；地基；水利工程

一、强夯法

强夯法处理液化砂土地基相对于其他处理方法是一种行之有效并且是比较经济高效的加固方法，强夯法又称动力固结法，它是法国L.Menard于20世纪60年代末首创的一种地基加固方法，我国于1975年开始介绍和引进强夯法技术，并于1978年年底开始在工程中试用。其原理是用几吨或几十吨重锤从高处落下，反复夯击地面，这种强大的夯击能在地基中产生强烈的冲击波和动应力，并向地基縱深方向传播，使浅层和深处的地基土的骨架不同程度地被迫压缩或颗粒重新排列而密实固结，从而提高地基土的强度并减轻或消除其液化性。强夯法设备简单、施工方便、节省劳力，工期短、节约材料、施工费用低。处理砂层效果尤其好。

强夯法的施工过程：(1)开挖土方至基础标高，并清除现场所有耕土或杂填土，超挖部分采用现场级配细砂回填。(2)平整场地，根据夯点设计图放点。(3)强夯机就位，使夯锤对准夯点位置。(4)测量夯前锤顶标高。(5)将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后放下吊钩，测量锤顶高程，若发现坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。(6)按设计规定的夯击遍数及控制标准，完成一个夯点的夯击。(7)重复步骤(1)～(3)，完成第一遍全部夯点的夯击。(8)夯坑用推土机推平场地。(9)最后用低能量满夯，将场地表层土夯实，并测量夯后场地标高。

二、深层搅拌法

深层搅拌是利用深层搅拌机械进入砂土地基内，边钻边往沙层中喷射浆液，同时借助于搅拌轴旋转搅拌使喷人软土中的浆液与砂土充分拌合在一起，形成抗压强度比天然土高很多并具有整体性、水稳性的桩柱体，由若干根此类桩柱体和桩周土构成复合地基。采用深层搅拌处理后，地基承载力特征值可达到180～200kPa。

深层搅拌法施工过程：(1)定位。搅拌机械安装完毕后，将挂钩勾住行走管两端，开动绞车移动深层搅拌机到达指定桩位并对中，如地面起伏不平时，应先平整或加枕木垫于行走管下面，使设备保持水平，搅拌轴保持垂直状态，一般对中误差不宜超过5.0cm，钻杆垂直度偏差不超过1％。(2)预搅下沉。启动搅拌机电机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉的速度可由电机的电流监测表控制(工作电流≤70A)。施工时若遇硬土层预搅速度太慢时，按施工规范要求，适当带水钻进，穿过硬土层后立即停水。(3)制备泥浆。严格按试验结果进行配料投料，水泥掺入量为15％，按水灰0.5拌制浆液。在投料过程中，开动拌合机不断进行搅拌，搅拌时间不少于3分钟，搅拌均匀后进行送料。如有特殊原因需停止送料，应不断开动拌合机搅拌，以防浆液离析。(4)提升喷浆搅拌。搅拌头下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压人地基中，边喷浆边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌头。提升速度用慢挡。(5)复搅下沉与提升搅拌头提升至设计加固深度的顶面标高时，集料斗中的水泥浆应正好排空。为使软土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌头边旋转边沉入土中，至设计加固深度后，再将搅拌头提升出地面。由于搅拌桩顶部与上部结构的基础或承台接触部分受力较大，因此应对桩顶1.0－1.5m范围内再增加一次输浆，以提高其强度。(6)清洗向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中的残存的水泥浆，直至基本干净，并将粘附在搅拌头上的软土清洗干净，检查其是否损坏、磨损，若有损坏或磨损较大时，应及时更换或焊接维修。

三、振冲法

振冲工艺主要包括振冲成孔和倒入孔内碎石的密实。成孔多采用椭圆形振冲器。振冲器内有带有高功率电机，振冲器头部为菱形，尖端有高压出水口连接至外部水泵，通过高压水的冲击力和本身自重及振冲力将地基冲开：成孔同时高压水将土和砂带出排至蓄水池处理，逐段施工直至一定的深度。成孔时，孔内粘土、砂及其它成分除被高压水带出孔外，其余部分在振冲器的水平振动作用下挤入孔周围的土体中起加固孔壁的作用。成孔以后将振冲器拔出，倒入碎石，用振冲器将碎石振动带入孔内：由于碎石逐渐密实，振冲器存在1个密实电流，一旦达到密实电流，振动电机从振动到不振动开始衰减直至电机停机。

施工前先拟定检测和监测方案，方便施工控制。通过对试验区内典型施工试验结果的分析来确定其它区域施工的控制参数。

施工过程：(1)清理整平场地。测量人员标出场地位置，合理布置桩位。桩位布置成正方形。(2)振冲器对准桩位。选用高功率振冲器；根据地质资料，设置地面下桩深度。(3)启动水泵和振冲器。使振冲器徐徐沉入土中，直至达设计的深度；记录振冲器经各深度的电流值和时间。提升振冲器至孔口；重复上述步骤1～2次，使孔内泥浆变稀，然后将振冲器提出孔口。(4)向孔内分批倒人填料及振密。选用直径3～8cm、含泥量小于5％的碎石作为填料；将振冲器沉人填料中进行振密，此时电流随填料的密实而逐渐增大，电流必须超过规定的密实电流；若电流达不到规定值，应向孔内继续加填料，振密，并记录这一深度的最终电流量和填料量：将振冲器提出孔口，重复上述步骤继续制作上部的桩段。自下而上分段制作桩体，直至孔口。(5)移桩位继续施工。待形成区域后，将场地清理，并对已成桩区域做标识。