■水利建设与管理 ２０１４年・第３期 双头加气振冲挤密法在砂质粉土 地基处理中的应用 贾 怡 （浙江省德清县水利局，浙江德清【摘３１３２０１） 要】 本文介绍了双头加气振冲施工法在宁波杭州湾新区慈溪十二塘围涂工程四灶浦十二塘水闸地基加固 施工中的应用，对双头加气振冲挤密施工控制要点进行总结，为类似工程施工提供借鉴经验。 【关键词】 双头加气振冲；砂质粉土地基；振冲挤密；四灶浦水闸 中图分类号：ＴＶ５５１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５－４７７４（２０１４）０３－０００８－０３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｏｕｂｌｅ－ｈｅａｄ Ａｅｒａｔｅｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｓａｎｄｙ Ｓｉｌｔ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ＪＩＡ Ｙｉ （Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｄｅｑｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｄｅｑｉｎｇ ３ １３２０１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ—ｈｅａｄ ａｅｒａｔｅｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ ｉｎ Ｎｉｎｇｂｏ Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｂａｙ Ｎｅｗ Ｚｏｎｅ Ｃｉｘｉ Ｓｈｉｅｒｔａｎｇ Ｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｓｉｚａｏｐｕ Ｓｈｉｅｒｔａｎｇ Ｓｌｕｉｃｅ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｃｏｎｔｒｏｌ ｋｅｙｓ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ—ｈｅａｄ ａｅｒａｔｅｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｔｈｅｒｅｂｙ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｆｏｒ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｎｇ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｏｕｂｌｅ—ｈｅａｄ ａｅｒａｔｅｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ；ｓａｎｄｙ ｓｉｌｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ；Ｓｉｚａｏｐｕ Ｓｌｕｉｃｅ １ 引 言 颗粒重新排列固结，达到有效加密地基土效果。 振冲法适用于碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填 土及湿陷性土等地基的加固处理和各类可液化土的加 密和抗液化处理。振冲法施工主要分为有填料振冲和 ２ 工程简况 宁波杭州湾新区慈溪十二塘围涂工程位于杭州湾 新区的北侧，四灶浦十二塘水闸布置在四灶浦江与新 无填料振冲挤密两种。双头加气振冲挤密的工作原理 是两个振冲器在高压水流下振冲成孔，依靠振冲器水 平振动及共振效应，使砂土充分液化，地层颗粒重组固 建的十二塘海堤交汇处。水闸的规模为５孔Ｘ７ｍ，总 净宽３５ｍ，底槛高程一０．８７ｍ，地基为新近促淤的砂质 粉土地基。勘察深度范围内土层按物理力学成因可分 结，较大颗粒成分下沉、地层中的微粒成分、泥质成分 通过气流上浮被携带到表层，降低和排出地层中的泥 质成分，依靠振冲器的高频偏心振动使地基内的砂土 为４个工程地质层及若干亚层。各地基土层（亚层）的 岩性特征及主要物理力学性质见表１。 ・８・ ＩＩ水利建设与管理 ２０１４年・第３期 试验及检测报告说明：初定施工工艺参数满足设 计要求，工程按初定的参数施工。 ４施工工艺及质量控制 ４．１施工工艺流程 施工工艺流程见图２。 图２振冲挤密施工工艺流程 ４．２场地平整及降水 平整基坑地坪，布置井点降水和场内表面降水，满 足设备施工作业的需要。 ４．３设备就位 根据振密点间距在吊架两端各吊挂一个相同型号 的振冲器，吊机起吊振冲器对准孔位，开启水泵，待振 冲器下端喷水后启动振冲器，开启空压机。 ４．４造孔与清孔 待设备运行正常后，记录空载电流值，吊机徐徐下 放振冲器贯人土中，贯入速度一般为１．０～２．０ｍ／ｒａｉｎ， 造孑Ｌ过程中，水压可用０．１～０．４ＭＰａ，供水量小于５０Ｌ／ ａｒｉｎ，辅助气压０．３～０．８ＭＰａ，直至设计深度，并始终保 持振冲器呈悬垂状态，每贯人ｌｍ，记录一次电流、水压 和气压参数值。造孔终孔后，根据地层条件上下提升 振冲器１～２遍，使孔内畅通。 ４．５挤密加固 加密自孑Ｌ底开始，加密电流４５～６０Ａ，自下而上逐 段（段长３０～５０ｃｍ）进行，上提速率为０．５～１ｍ／ｍｉｎ， 最后对孑Ｌ口２～５ｍ范围重新挤密一遍。振冲挤密主要 ・１Ｏ・ 靠留振时间控制挤密效果，每个加密段（５０ｃｍ）留振时 间不少于３０ｓ，由自动警铃系统对留振时间进行控制。 施工完成后对表层土部分薄弱部位采用振动碾压的方 法进行重新加固。 ４．６施工质量控制重点及常见问题解决 ａ．加密电流和留振时间。应采用自动控制系统 控制，并及时检查其准确性。 ｂ．振冲深度。振冲器的导管应有明显的深度标 志，通过检查深度标志检查振冲深度。 ｃ．桩位标识明显、牢固，在施工中应注意复核，保 证其准确度，避免漏振。 ｄ．当造孔时振冲器出现上下颠动或电流大于电 机额定电流，经反复冲击不能达到设计深度时，应停止 造孔，并及时研究其他解决方法。 ｅ．在振冲挤密施工过程中，局部区域地层含泥较 多，泥层较厚，振冲挤密难度较大。在施工过程中，对 夹泥层和含泥较多部位振冲挤密适时加大水量，并将 辅助气压适当调高，以排出更多的泥质成分；或采取延 长留振时间等措施提高振冲挤密效果。 ５质量检测 振冲施工结束２１天后，进行质量检验。桩间土承 载力检验应采用标准贯入和复合地基载荷试验等方 法。振冲处理后的地基土标准贯人试验击数不应小于 １８击。检验点选择有代表性或地基土质较差的地段， 并位于振冲点围成的单元形心处。本工程共计基础振 冲挤密约１００００ｍ。，完成振冲桩５７２６根。根据规范设 计要求，检验数量为振冲桩数量的１％，分别在闸室、 上下游连接段基础随机抽取检测点６３个，进行标准贯 入试验。标准贯入试验击数最小１８击，最大３９击，试 验结果均满足设计要求。地基载荷试验闸室基础、上 下游翼墙各试验１组，试验结果均满足设计要求。 ６挤密效果评价 振冲挤密施工完成后，基坑地坪有不同程度的下 降，最大沉降０ ８７ｍ，最小沉降０．４５ｉｎ，平均沉降 ０．６７ｍ。振冲挤密施工后，地基砂质粉土物理力学性 能明显转好，土质更均匀。土体湿密度从振冲前的 １．７３ｇ／ｃｍ 提高到１．９１ｇ／ｃｍ 。 （下转第１４页） ■水利建设与管理 ２０１４年・第３期 础堆载预压，待地基固结趋于稳定后（沉降速度３ｃｍ／ 月），把压载挖卸到设计闸底碎石找平层底高程处，此 处应考虑预留沉降量。 度及减少不均匀沉降的重要环节之一。本工程施工程 序安排如下：施工准备一一３ｔ／ｍ土工布铺设一一碎 （卵）石垫层填筑一一插打排水板一一８ｔ／ｍ土工布铺 设一一堆载预压一一截水槽开挖一一打防渗板桩一一 ｃ．防渗处理：箱涵防渗由绕底板纵向与绕边墩侧 向两部分防渗组成，防渗体设置在闸室预制箱涵的上 游侧，且与海堤闭气土方接壤吻合。 回填黏土一一预制箱涵吊装一一胸墙、侧墙一一土方 回填（分层）一一上部结构一一闸门及启闭机安装与 调试一一工程收尾。 ４．４工程运行情况 ④底板纵向防渗处理：压载卸去后，在闸室上游侧 开挖防渗基坑，采用凹梯形基坑挖到淤泥压缩层，之后 铺设４００ｇ双层无纺土工布，并回填含水量约３０％的黏 该工程于２００９年底前已经完工，水闸经历了３个 土到闸底板底部高程，然后打设契口形止水松木板桩， 桩顶高程应控制在预制闸安装底板处高程，同时考虑 预留沉降，并在板桩顶部设置圆形止水橡皮，在箱涵安 放时使底板预埋平板橡皮与桩顶圆形橡皮吻合，以起 到底部纵向防渗止水作用，其余部分的闸基采用碎石 进行人工找平压实；⑥侧向防渗：侧向防渗采用钢筋混 凝土刺墙方案，位置须与底板纵向防渗处理位置相对 应，且应与海堤闭气土方连接。 ｄ．箱涵预制：Ｃ３０钢筋混凝土预制箱涵选择在船坞 内预制，预制前须对坞底用砂石垫层整平、压实面部，并 主汛期的考验，运行良好，沉降均匀，没有出现变形裂 缝、闸底渗漏等问题。 ５ 结语 从该围涂工程预制闸施工及运行情况实际看，深 港边坡围涂工程中出海水闸采用预制闸方案，是一种 行之有效的方法，值得推广。 以上对预制闸方案进行了理论和实践上的初步探 讨，因出海水闸采用预制闸方案设计是一个十分复杂 的课题，有待在今后的设计和施工中不断探索、研究与 分析。 参考文献 １叶书麟．地基处理工程实例应用手册［Ｍ］．北京：中国建筑工 业出版社，１９９８． 用两层油毡隔离，以防闸底与坞底粘连影响起浮。 ｅ．箱涵浮运：船坞内预制好的箱涵，按规范保养 达到强度要求后，选择大潮汛使箱涵出坞，并用拖轮从 海上拖运到闸址上游围垦区内锚泊。 ４．３预制闸施工 ２ ＳＬ２６５－－２００１水闸设计规范［ｓ］． ３ ＳＬ１９１ ２００８水工混凝土结构设计‘规范［Ｓ］． 在水闸施工中合理安排其施工程序是加快施工进 ．． ・’ｌ ．－ ＿ ｌ ，．．芒．． ＾． ．－ ．．蔓 芒 ＾． ・・ ・ 蔓 ・’ ．．曼 ・’ ・ ’ ．．，・’ （上接第１０页） 表明： 本工程地基振冲挤密施工完成至今已历时９个月， 水闸的上部结构已基本完成，根据施工期变形观测，截 至２０１３年７月，最大沉降出现在闸室部位，最大沉降值 ａ．地基土体在两台振冲器的同时作用下，激振力 因相互叠加而增大，挤密效率高、效果好、质量可靠、适 用的范围更广。 ７６ｍｍ，最小沉降值出现在上游护坦部位（无上部荷载）， 沉降８ｒｎｍ，上下游翼墙沉降分别为５２ｍｍ、４５ｒａｍ。观测 数据满足设计要求（设计预留沉降为２００ｒａｍ）。 ７结语 ｂ．一机多吊可以提高工效，减少占用大型吊装机 械的费用，通过加气可防止在复杂地层中发生卡、抱振 冲器和贯入困难等问题，提高了工效。 ｃ．充分利用原土振冲复合地基既可加快施工进 度，又可降低工程造价，技术、经济优势明显。 ｄ．本工程质量检测数据表明，施工效果良好，基 双头加气振冲施工法已广泛应用于钱塘江下游围 涂出海闸砂质粉土基础的处理，本工程借鉴类似工程 的经验，简化了振冲试验，一次性确定了主要施工参 数。双头加气振冲施工法在本工程中成功应用的经验 ・础土体经９个月加载，沉降监测数据小于设计允许沉 降，达到设计预期目的。 １４・
