振沖法原理與計算講義清楚明了

6.1概述6.2加固原理6.3設(shè)計與計算6.4施工工藝第六章振沖法主要內(nèi)容6.1概述定義、適用范圍發(fā)展歷史工程特性重要概念利用振動和水沖加固土體的方法。具體而言，利用振沖器的高頻振動和高壓水流，邊振動邊水沖將振沖器沉到土中預定深度，經(jīng)洗孔后加入填料并振密形成樁體,并與原地基組成復合地基的地基處理方法。填料：碎石、礫石、粗砂、礦渣等。振沖碎石樁法或振沖砂樁法。一、定義振沖施工圖振沖器目前國產(chǎn)振沖器有：ZCQ-15ZCQ-30ZCQ-55ZCQ-75ZCQ-100振沖器

適用砂土、粉土、粉質(zhì)黏土、素填土、雜填土。對于不排水抗剪強度不小于20KPa的飽和粘土和黃土，應(yīng)在施工前現(xiàn)場檢測其實用性。在制樁過程中，填料在振沖器的水平向振動力作用下擠向孔壁的軟土中，從而樁體直徑擴大。當這一擠入力與土的約束力平衡時，樁徑不再擴大。當強度越低，即約束力越小，形成的樁體越粗。若原土的強度過低，以致土的約束力始終不能平衡擠入力，則始終不能形成樁體，振沖法則不適用。二、適用范圍

20世紀50年代末、60年代初，德國凱勒公司在Nurembreg的一項地基工程中用振沖器在粘性土中制造了2m深的孔，填入塊石，再用振沖器使塊石密實，處理后，地基承載力有很大提高。三、發(fā)展1960年，英國一家地地基工程公司，，建造一棟六層層房屋時，在開開挖基槽時意外外發(fā)現(xiàn)地基中有有一層厚2m的有機粉土，強強度很低，最后后采用振沖造孔孔，回填碎石的的方法處理，效效果很好。后，，這兩家公司有有意識地把這一一方法用于加固固軟弱粘土地基基——振沖法。由于使使用的樁身材料料為碎石，故稱稱振沖碎石樁法法。我國首次應(yīng)用的的工程在南京，，1977年。隨后在工業(yè)業(yè)民用建筑、水水利工程、交通通工程和地基抗抗震加固中得到到迅速推廣。三、發(fā)展四、工程特性復合地基承載力力顯著提高地基沉降量明顯顯減?。扼w置置換作用）地基的抗剪性能能和排水效果提提高（樁體材料良好好的透水性）擠密作用置換作用排水作用加固原理6.2加固原理加固范圍樁位布置樁間距設(shè)計參數(shù)6.3設(shè)計與計算一、加固范圍加固面積——建筑物的重要性性和場地。多層建筑和高層層，宜基礎(chǔ)外緣緣擴大1～2排樁。當要求消除地基基液化，宜基礎(chǔ)礎(chǔ)外緣擴大寬度度不小于可液化化土層厚度的1/2，并應(yīng)不小于5m。加固深度軟弱層厚度<10m，穿透軟弱層；；軟弱層厚度>10m，不穿透，宜短短而密，深度按建筑物地基變變形允許值確定定，樁長不小于于4m。S梅花形布置（等等邊、等腰三角角形）行列式布置（正正方形、矩形））大面積滿堂處理理——等邊三角形單獨基礎(chǔ)或條形形基礎(chǔ)——等腰▲，矩形或或方形。二、樁位布置S30kw振沖器樁間距－－1.3m～2.0m，填料粒徑－20mm～80mm.55kw振沖器樁間距－－1.4m～2.5m,填料粒徑－30mm～100mm.75kw振沖器樁間距－－1.5m～3.0m,填料粒徑－40mm～150mm.三、樁間距復合地基承載力力計算復合地基沉降量量計算抗滑穩(wěn)定性分析析計算內(nèi)容6.3設(shè)計與計算樁土應(yīng)力比n可取2～4樁應(yīng)力土應(yīng)力一、復合地基承承載力二、復合樁基的的沉降量驗算總沉降量公式加固區(qū)壓縮量下臥層壓縮量（（天然土）加固區(qū)（復合土土層）壓縮模量量加固區(qū)未加固區(qū)復合樁基的抗剪剪強度指標復合樁基樁土應(yīng)力比：n=p/s面積置換率：m=Ap/A復合樁基散體材料樁復合合地基柔性樁復合地基基剛性樁復合地基基碎石樁、砂樁；；攪拌樁、水泥泥土樁、土樁、、灰土樁、CFG樁；混凝土樁、、樹根樁樁與土共同變形形，共同承載；；非均質(zhì)，各向向異性與樁基區(qū)別？復合樁基散體材料樁（砂砂樁、碎石樁））柔性樁（土樁、、灰土樁、石灰灰樁、水泥粉煤煤灰碎石樁CFG、水泥攪拌樁、、旋噴樁）剛性樁（混凝土土樁、樹根樁））散體材料樁——樁身由散體顆粒粒材料組成，如砂、碎石石、砂石等無膠凝性材料。特點：樁身c＝0，只有依靠樁周圍土體體的圍箍作用才能形成樁體。。樁承載力取決于樁材的內(nèi)摩摩擦角和樁周土對樁身的側(cè)向向約束力，而呈現(xiàn)出與樁長無無關(guān)的特征。樁破壞形式主要要為鼓脹破壞。。柔性樁（半剛性性樁）——無須樁周土的圍圍箍即能自立。。樁身剛度和強強度較小，壓縮縮量較大；單樁樁沉降以樁身壓壓縮為主，受樁樁端持力層性狀狀影響不大的復復合地基豎向增增強體。特點:與散體材料樁依依靠樁周土提供供的被動土壓力力維持樁體平衡衡、承受上部荷荷載的作用不同同，柔性樁同剛剛性樁一樣依靠靠樁周摩阻力和和端阻力把作用用在樁體上的荷荷載傳遞給地基基土。因而，柔柔性樁復合地基基中土的垂直應(yīng)應(yīng)力的擴散范圍圍較散體材料的的大、深度深，，加固效果明顯顯。剛性樁——無須樁周土的圍圍箍即能自立。。樁身剛度和強強度較大，壓縮縮量較小。特點:依靠樁周摩阻力和端阻力把作用在樁體上上的荷載傳遞給給地基土。深度度深，加固效果果明顯。一、施工順序序施工前，根據(jù)振振沖砂的范圍及及振沖點設(shè)計要要求畫出振沖點點位平面布置圖圖（如振孔位布布置示意圖所示示）。振沖砂施工順序序按照振孔位置置圖進行施工。。為達到較好的的振沖效果，采采用排孔法進行行施工，沿碼頭頭前沿方向依次次成排退打。6.4施工工藝3.2、測量控制辦辦法(1)平面位置控制制辦法由于水上作業(yè)業(yè)，為提高施施工效率，采采用船載GPS定位系統(tǒng)控制制振沖點的位位置。GPS接收儀器與振振沖器綁定在在同一軸線上上，并始終保保持GPS接收器的垂直直狀態(tài)。用電電子手薄與GPS接收器相連接接，儀器調(diào)試試完備復測控控制點，精度度符合要求后后，輸入孔位位點的坐標，，電子手薄上上會顯示出振振沖器所在位位置與孔位點點的相對位置置，通過攪錨錨移船，使振振沖器所在的的位置與孔位位點位置重合合，使之偏差差不大于2cm，成孔中心點點偏差不大于于1/6孔徑（且不大大于15cm），方可開始施工工。(2)高程控制辦法法首先，在吊管管裝配后，外外側(cè)壁平行捆捆綁一條繩索索。該繩索上上從吊管底部部的振沖器頂頂端為高度起起算點，沿繩繩索的高度方方向每1m系一個紅色小小繩表示刻度度。在過渡段段胸墻側(cè)面沿沿高度方向每每50cm劃一刻度，刻刻度用紅白油油漆間隔表示示。振沖施工時，，根據(jù)吊管上上繩索的刻度度在水面處的的讀數(shù)及相應(yīng)應(yīng)的過渡段胸胸墻處顯示的的潮位情況，，就可推算振振沖器所達到到的高程。三、單個振沖沖點的施工步步驟(1)振沖器對準加加固點。打開開水源和電源源，水壓和水水量采用試驗驗段確定的參參數(shù)，并檢查查電壓和振沖沖器的空載電電流是否正常常。(2)啟動卷揚機。。使振沖器以以8~10m/min的速度徐徐沉沉入砂基，并并觀察振沖器器電流變化，，電流最大值值不得超過電電機的額定電電流。當超過過額定電流值值時，必須減減慢振沖器下下沉速度，甚甚至停止下沉沉。(3)當振沖器下沉沉至設(shè)計加固固深度以上0.5m處時，在這一一深度上留振振至電流穩(wěn)定定大于規(guī)定值值后（大約30秒）。以1~2m/min的速度提升振振沖器。每提提升0.5m就留振30秒，并觀察振振沖器電機電電流變化，其其密實電流應(yīng)應(yīng)達到100A以上表示該深深度砂體已經(jīng)經(jīng)擠密。記錄錄每次提升高高度、留振時時間和密實電電流。由下至至上逐段振密密，直至樁頂頂設(shè)計標高。。(4)二次成孔至設(shè)設(shè)計深度直至至完成二次振振沖至設(shè)計標標高。施工的重點和和難點1、施工時經(jīng)常常遇到的困難難是振沖器不不易貫入?？煽刹扇∪缦聝蓛蓚€措施：一一是加大水量量；二是加快快造孔速度。。2、施工中應(yīng)嚴嚴格控制質(zhì)量量，不漏振、、不漏孔。保保證振密時振振密控制電流流達到達到密密實電流，就就可達到設(shè)計計要求，確保保加固質(zhì)量。。應(yīng)嚴禁在施施工中發(fā)生底底部漏振或電電流未達到密密實電流，一一旦發(fā)生而造造成的質(zhì)量事事故，在施工工后期是無法法采取補救措措施的，這是是因為上部砂砂層已經(jīng)振密密，再用振沖沖補孔是十分分困難的。3、施工操作時時，其關(guān)鍵是是水量的大小小和留振時間間的長短。留留振時間是振振沖器在地基基中某一深度度處停下來振振動的時間。。水量的大小小也是保證地地基中的砂土土充分飽和。。砂土只要在在飽和的狀態(tài)態(tài)下并受到了了振動便會產(chǎn)產(chǎn)生液化，足足夠的留振時時間是讓地基基中的砂土完完全液化和保保障有足夠大大的液化區(qū)。。砂土經(jīng)過液液化在振沖停停止后，顆粒粒便會慢慢重重新排列，這這時的孔隙比比將較原來的的孔隙比小，，密實度相應(yīng)應(yīng)增加，這樣樣才可以達到到加固的目的的。質(zhì)量檢驗標準準1、施工前應(yīng)檢檢查振沖器的的性能，電流流表、電壓表表的準確度；；2、施工中應(yīng)檢檢查密實電流流、供水壓力力、供水量、、孔底留振時時間、振沖點點位布置、振振沖器施工參參數(shù)等；3、在振沖密實實砂分區(qū)完成成后兩個星期期現(xiàn)場標準貫貫入試驗（沿沿深度方向每每2.0m進行一次）檢檢驗回填砂振振沖加固處理理效果，要求求回填砂標貫貫擊數(shù)≥20擊（淺層3m≥18擊），最低標標貫擊數(shù)不小小于15擊（且不超過過5％）。檢驗點點數(shù)：標貫檢檢驗按300個振沖點選擇擇一個孔。4、載荷板實驗驗檢驗地基加加固后土體的的承載能力要要求應(yīng)在每20000m2(每區(qū)域不少于于2組)地基加固區(qū)域域進行1組載荷板實驗驗。荷載版試試驗可采用1.5m×1.5m（或更大面積積）的承載板板，按照使用用荷載的級別別逐級施加靜靜力荷載，每每級荷載增量量可為預估地地基承載力的的1/10～1/20,根據(jù)荷載－沉沉降