无填料振冲密实法处理深厚吹填土地基的工程应用

摘 要： 文章以潍坊港中港区西作业区液化品库区地基（预）处理工程为例，围绕无填料振冲密实法展开探究，先阐述了无填料振冲挤密法施工工艺原理与工艺应用要点，并分析了项目的施工难点与解决措施，希望可以为有关工程施工单位提供借鉴。

关键词： 无填料振冲密实法;吹填土层;地基工程

一、 引言

无填料振冲密实法多用于对黏粒不超过10 % 的中砂以及粗砂地基进行处理，其具有施工速度快、成本低、工期短的优点。通过在振冲器的作用，土体结构遭到破坏，伴随孔隙水压力的增加，土粒重新排列，地基结构变得更为密实。在应用该工艺的过程中，需加强振冲造孔、振冲致密等环节的技术控制。

二、项目概况

潍坊港中港区西作业区液化品库区地基（预）处理工程位于山东省，工程工期为7个月。该工程包含引堤区、堆场护岸区、码头区、航道区和道路区，整体地基处理面积在27.8万m2左右，被划分为Ⅰ区和Ⅱ区，前者区域面积大约为4万m2，后者区域面积达到23.7万m2。因为吹填场地和周边围堤相邻，周围围堤放坡区域上部吹填土层厚度有一定变化，施工过程中该区域吹填土厚度小于5m的部分可采用2000KN.m强夯进行地基处理，加固深度应根据吹填土层的实际厚度变化而变化，对于超出5m的部分则采用无填料振冲挤密法施工。

三、 无填料振冲挤密法施工工艺的应用

（一）工艺原理

无填料振冲挤密法，摒弃传统填料施工的弊端，实施无填料方式进行振冲与挤密施工。其工艺原理如下：主要在振冲器的作用下，按照要求向土体施加水平振动与侧向挤压作用力，达到破坏土体的作用，促使孔隙水压力的增加。而在土体结构被破坏后，土粒会向着低势能位置方向进行转移，从而土粒重新排列，土体结构也会变得更为密实。当孔隙水压力升高达到一定数值时，土体便会出现液化现象，最后孔隙水压力消失，这时土体变得更为牢固，达到土体加固的作用。

（二）无填料振冲密实法工艺要点

1. 施工工艺流程（图1）

结合图1可知，工程施工应用之前，施工单位须做好施工场地平整、组装设备与接通水电工作，而后才能开展测量放线。测量放线时，按照等边三角形进行布置，并确保测量数据的准确性，再开展振冲密实法施工。

2. 关键工序控制

针对吹填土厚度超过5m的部分，实施无填料振冲密实法。具体施工时，工序操作控制要点如下：首先，确定施工区域，在开始施工之前，必须提前三小时，对这一范围开展灌水工作，确保表面干砂层的饱和度能够相应有所加强，从而有利于提高上部砂土的振冲以及密实成效。此外，针对定位环节，必须保证振冲孔位是完全对准状态;成桩时，必须注意以下几点：①当慢速振冲下沉到地面之下大概15m处，留振时长为20s;②对于慢速振冲上拔到孔口的位置，留振时长为120s;③当慢速振冲下沉到大概14.5m左右的地方时，留振时长为20s;④当慢速振冲上拔0.5 m的高度时，留振时长为15～20s;⑤据此类推，每次上拔0.5 m的高度，相应各段的留振时长在15～20s;⑥达到孔口的地方，留振时长为60s;⑦重新振冲下沉到10 m左右的位置时，留振时长为20s;⑧慢速振冲上拔0.5 m，留振的时长在15～20s，由此可得，当上拔的高度为0.5 m时，每段留振的时长会在15～20s;⑨上拔到达孔口时，留振的时长为60s（在第三次上拔过程中用人工或机械向桩孔内填砂密实，保证不形成孔洞）;⑩成桩结束，关闭水泵及振冲器，移至下一组桩;此外，全部桩位施工完成后，再进行密实碾压处理。先稳压一遍，再采用1000KN.m能级满夯一遍。需要注意的是，由于振冲结束的区域可能会含有黏土，为降低压实施工难度，采用推土机进行整平，再进行振动碾压。

3. 施工过程中的质量控制

（1）桩位偏差控制

在无填料振冲密实法工艺应用过程中，很容易出现孔位偏移现象。对此，可以采取以下措施：若是因为土质不均匀导致出现造孔位往土质偏软区域偏移的问题，可以将振冲器靠近硬土的区域来进行作业，对桩位以及造孔偏移量的大小，则必须经过现场施工进行确定;若振冲器发生偏移的原因是由于振冲器导管上横拉杆绳拉力方向有偏差，抑或是松紧程度不相匹配，需修改拉绳方向以及松紧度;若制桩已经完成，仍出现偏移的问题，则应重新确定桩位，二次开展造孔至偏移处，再采取加密成桩的处理方式。

（2）成桩孔深把握

为避免成桩深度过深或过浅，施工人员需对此实施质量控制。首先，当顺利完成振冲器以及导管的安装工作时，须借助钢尺来进行测量，然后对振冲器以及导管进行标注，将长度准确标记出来，通常0.5m为一段，施工人员借此对振冲器入土深度进行控制;再者，根据地面高程来明确好应造孔的深度;最后，在施工时，若地面发生下沉抑或是淤积抬高之类的问题，必须调整振冲器的入土深度，保证成桩长度满足要求。

四、 施工难点分析及解决

（一）场地承载力的提升

在该地基处理工程中，存在着场地承载力差的问题。主要表现为地表看起来干燥，实际内含水分较多，施工人员面临掉进泥土中的危险，同时也阻碍了大型机械设备施工的顺利开展。所以，我们在试验区四周挖沟排水，以便排除多余的水分，然而场地硬化效果较低，难以达到预期的要求，致使场地承载力一直得不到提升。通过查阅粉土的相关资料，得知含水量一旦超过20 % ，粉土的承载比强度急剧下降，而大型设备的使用则必须减少排水沟水位以上土体的含水量，利用扰动能力将水分排出。

对此，我们采取以下措施：水上挖机扰动加推土机碾压方式进行场地联合施工，如图2（a）（b）所示。在水上挖机扰动作业时，要求深度控制在1m左右，而间距则控制在2m左右，频率为每天扰动一遍;在推土机碾压作业时，注意在挖机扰动结束后碾压两遍，便于取得良好施工效果，后期普通挖掘机就能在上面作业行走，6d后履带吊带钢板可以施工，实现了场地承载力的提升。

（二）电缆架空

该项目施工中，因为场地施工情况较为复杂，要求电缆全部架空。吊机操作过程中，施工结束一组后才能进行下一组的施工，如果电缆全部架空，吊机移动的频率会有所增加，对于电缆架空操作难度有所提高。对此，我们将操作柜与柴油发电机一起放在吊机尾部。通过采取该技术措施，不僅避免在拖电缆人力方面的浪费，还提高施工效率，使得项目经济效益得以增加，这也突破挤密振冲施工中发电机放在吊机尾部的历史记录。

五、结语

无填料振冲密实法，与传统地基处理工艺相比，该工艺具有较多的应用优势，不仅施工较为简便，而且还能取得较好的地基处理加固效果。为此，在文章工程建设过程中，施工方法主要用于吹填土厚度超过5m的部分。在强化无填料振冲密实法施工工艺的同时，需要加强场地承载力控制、电缆全部架空吊机施工控制，最终地基处理质量得以提高，在规定工期内完成地基处理加固任务。

参考文献：

[1]郭小兵，梁小丛，王德咏.吹填地基无填料振冲密实法质量监控工艺分析[J].水运工程，2018，548（11）：218-222.

[2]陶然.无填料振冲法在吹填砂地基处理中的应用[J].水运工程，2018（7）：210-214.

[3]王波.浅谈无填料振冲施工工艺在地基处理中的应用[J].中国室内装饰装修天地，2019（5）：272.

作者简介：  孟元飞，江苏乐筑建设工程有限公司。