振冲法在地基处理中的运用分析

王文宇

(山西省勘察设计研究院，山西太原 030013)

1 工程概况

本工程为某市一住宅小区建设工程，本工程的楼高一共为7层。在工程场地内表层存在杂填土，平均厚度为1.5 m，第二层则为松散粗砂层，平均厚度为5.5 m左右，最下面一层则为密实卵石层，地下水位的埋深为地表以下2.5 m。如图1所示为本工程地层分布情况。

图1 地层分布示意图

2 处理方案

经过分析，本工程采用的地基处理方案为振冲碎石桩法。碎石桩根据梅花形进行布置，直径为400 mm，桩长为6 000 mm，桩的间距应控制在1 200 mm。碎石桩中采用的碎石材料应将粒径控制在50 mm以内，本工程一共需要布置878根桩。其具体的布置形式如图2所示。振冲施工采用的机械为ZCQ-30型振冲器。桩身材料采用级配良好的碎石进行材料试验，填料的粒径应控制在50 mm以内，同时应控制泥土的含量不超过5%，碎石的粒径应控制在50 mm以内，同时碎石应满足质地要求，应确保有足够的坚硬度，同时其中不得含有植物、腐殖土以及各种杂物。

3 施工工艺流程

振冲成桩施工流程为:定位→冲孔→成孔→填料振冲→振冲成桩，如图3所示。

图2 碎石桩的布置形式

图3 振冲成桩施工流程

3.1 施工准备

1)根据施工要求，准备好临时通道用于施工机械的进场，同时选取好地点用于平整材料的堆放。

2)对施工现场进行平整处理，如果地面过于湿软，导致机械设备无法正常入场，应在施工现场铺设一层临时砂石垫层。

3)根据要求对桩孔位置进行正确的放线标定，同时确定桩顶高程，并按照顺序对桩进行编号;在进行成孔时，应按照先周边再中间的顺序进行，同时采用跳孔施工的方式进行。

3.2 机具选用及就位

综合考虑施工现场的具体情况以及施工方案进行施工机械的选择，本工程主要需要进行使用的机械为ZCQ-30型振冲器，汽车吊以及相应的配套机具。在进行振冲法施工时，主要需要振冲器，同时还应配套行走式起吊装置，以及泵送给水系统等。

施工机械准备好之后，应进行就位，同时安装电流控制箱以及操作台接通高压水泵和压力管。根据要求对施工机具进行检查，同时确保水压和电压是否符合要求，接着进行空载试验。首先应启动水泵电机，然后启动振冲器电机，待电机指示灯亮起之后，才可开始进行正常施工。

3.3 对桩位

在进行振冲器的使用时，应将振冲器精确对准桩位，振冲器应垂直落下，严禁出现倾斜的问题，否则会导致桩出现偏差甚至引起方向节的损坏。振冲器对准桩位之后应再次开启水源和电源，检查它们是否能够正常工作。

3.4 振冲成孔

在进行振冲器相关技术参数指标的确定时，应根据试桩时的结果进行确定，包括贯入时间、深度、电流变化等，设定好参数之后才可进行施工。正式开启振冲器和吊车，缓慢的降低振冲器，振冲器开孔后，应在孔口附近进行扩孔。在振冲器缓慢下降成孔的过程中，应特别注意振剂固壁的环节。在振冲下降过程中，应特别控制好下降速度，振冲器应缓慢下降，通常速度应控制在1 m/min～2 m/min内，同时确保振冲成孔的孔压均匀保持在60 N/cm2以上。在施工过程中，可以根据要求适当的进行水量的减小，但是必须进行停水，否则很有可能会出现泥沙倒灌入水管中的问题。在接近孔底标高处应适当减小水压。振冲每贯入1 m，就应将振冲器提起，进行5 s～8 s的悬留振冲，在泥浆溢出之后即可在此降低振冲器进行贯入。溢出的泥浆会流到泥浆池内，之后即可用运输车及时将泥浆运走。当振冲施工达到设计桩底标高以上30 cm处时，应将振冲器提起，提升速度应控制在2 m/min～3 m/min，当提升至孔口时再往下沉至孔底，这样来回进行1次～2次。此过程可以起到有效清孔和扩孔的目的。

3.5 填料振冲成桩

清孔完成之后，即可采用手推车将碎石填料倒入到孔内，接着下放振冲器进行振冲挤压施工。在填料施工过程中，应符合连续填料的原则，同时确保多填慢振。通过多次的反复填料和振冲以达到提高碎石填料压实度的目的，从而具有足够强度的桩体。

在进行填料振冲时，应将水压控制在60 N/cm～80 N/cm，留振时间应控制在30 s以上，同时应将密实电流控制在50 A～60 A。填料振冲成桩施工应由密实电流进行质量的控制。

4 质量控制措施

1)原材料。施工中所采用的原材料应确保干净，在存放过程中应做好防潮措施。原材料的强度和耐磨耗性应满足要求。同时其表观应满足有一定棱角的要求。原材料中不得含有软质和其他杂物，一般而言，粒径应控制在20 mm～40 mm之间，同时含泥量应控制在5%以内。

2)桩位。桩孔的中心和垂直度应满足标准，通常中心的偏差不得超过设计的±150 mm，而桩孔的垂直度偏差应满足不超过1%的要求。

3)桩的直径和桩长应满足不少于设计值的要求，同时碎石的填量也应不低于设计值。

4)在正式振冲成桩之前，应先进行成桩试验，通常试验桩数应为7根～9根。

5)在正式进行振冲成桩时，应根据成桩试验的结果，确保正式施工的各个技术指标参数，包括桩长、桩径、桩间距、碎石灌入量以及试验确定的提升高度和速度、挤压次数和留振时间、电机的工作电流等，严格按照参数进行设定，才能确保振冲施工的连续进行，同时保证桩体的施工质量。

6)当进行施工机械就位后，应确保起重设备能够放置平稳，同时确保导向架和地面能够保持垂直，通常垂直度的偏差应控制在1.5%以内。实际成孔的中心与设计桩位之间的偏差应控制在50 mm以内，桩径的偏差控制在20 mm以内，而桩长的偏差应控制在100 mm以内。

7)碎石填料的贯入量应不少于设计值的95%，如果在填料过程中，出现无法下料时，可以适当的往管内添加适当的水以确保能够顺利下料。

5 效果与评价

振冲成桩施工完成20 d后，即可进行施工效果的检测，检测的主要内容包括成桩的质量和处理效果，采用抽样检测的方式，取样数量应至少为总桩数的2%，本工程一共需要进行试验的桩数为19根。检测主要对桩身的动力触探击数以及桩间土动力触探击数，本工程试验结果为桩身的动力触探击数N63.5＞25;桩间土动力触探击数N63.5＞15，将振冲处理之后的试验数据与处理之前的试样数据进行对比，可以明显知道土层中的动力触探击数提高了2.1倍～2.5倍，因此可以认为本工程采用振冲法进行地基处理已经达到了预期的目标，取得了良好的地基处理效果。同时在本工程中采用振冲桩基础方案还取得了一定的经济效益。

6 结语

文章通过结合市一住宅小区建设工程地质情况，对其采取振冲法地基处理方法，系统地总结出该地基处理技术的施工工艺，同时总结出切实可行的施工质量控制技术。经处理后的地基通过计算对比分析，振冲桩基础方案比预制桩方案节约了约40万元，不仅取得了良好的加固效果，同时取得了显著的经济效益，可为同类工程起到借鉴作用。

［1］郑树俊.振冲法在西安市第三污水处理厂地基处理工程中的应用［J］.西北水电，2013(4):30-31.

［2］陈 成.振冲法地基处理在北运河榆林庄闸改建工程中的应用［J］.北京水务，2010(7):28-34.

［3］陆元辉.振冲法与沉管砂石桩法在地基处理方面的比较［J］.山西建筑，2009，35(24):100-101.