无填料振冲法在滩海工程中的应用
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２ 应 用条件 ． ３ 应用 无填 料加 密法 振冲 加 固砂类 土地 基 ，从粉 细砂 到含 砾粗 砂 ，只要 小 于 ００ ５ｎ 的颗粒 含 ． ｍ ０ｒ 量 不超过 １％，均 可得 到显 著 的挤密 效果 。 ０
表 １ 场 区内土层颗粒含量
３ 工程设计
３１地基 加 固 目标 ．
３３ 桩位 布置 ． 本工 程采用 多 点 （ 点或三 点 ）共振 无填 料振冲 法进 行加 固 ，采用 ７ Ｗ 振 冲 器进行 施 二 ，桩 位 两 ５ｋ 【 ： 布 置采用 正三 角形布 置 ，布 置 间距分别 为 ２０ ．ｍ、２３ ． ｍ、２５ ．ｍ。
４ 施 工 工 艺
无填 料 振 冲法在 滩 海 工 程 中的应 用
韩学东 ，李顺利 ，王文辉
（ 中国石油冀东油田公 司，河北 唐 海 ０ ３ ０ ） ６ ２ ０
摘
要
介绍 了多点共振无填料振冲加密法的加固机理，通过对滩海工程建设中的应用实例分析，验证了工程
实施无填料加密法 的地基加固效果，并阐述 了 其在加固砂 类土地基 的应用前景。
砂类土振冲加密，简单地说就是利用松砂在振动荷载作用下 ， 颗粒重新排列，体积缩小，变成密
砂 的特性 。
维普资讯
４卷 ８
增 刊
韩 学 东等 ： 填 料 振 冲 法 在 滩 海 工 程 中 的应 用 无
在 动荷载 作用 下砂 土抗 剪强 度 为
２ （ —＿ ｔｏ － △ｚ） ｇ ＝
式 中 盯为砂土所 受 的正应 力 ；△ 为砂 土所 在位 置 的超 静孔 隙水 压 力；Ｏ为砂 土 的内摩擦 角 。
当振冲器在加固砂土时，△ 不断增长，使 ｚ 趋近 盯 ，此时导致砂土抗剪强度为零。砂土结构遭 到破坏，出现砂土液化现象 。砂土液化以后 ，在上负荷重力和振动作用下，砂土颗粒又重新排列，使 砂土孔隙比减小，相对密度增加 ，承载力提高。
末 、６ ０年代初 该 方法 开始用 于加 固粘 性土和 粉质粘 土 地基 ，这就 是 目前广 为使用 的振 冲碎 石桩 复合
地基加固技术。我国应用振冲法始于 １７ 年，十多年来该方法 己得到迅速推广 ， ９７ 在建筑工程 、电力、
水 利 、交 通等领 域 得到广 泛应 用 。
２２加 固机 理 ．
形 也不 同。根据 设计 要求 本工 程 处理深 度为 ８０ １．ｍ。 ． ｍ￣ ００
根据施工机械 的特点，为保证加固层表面的密实性，依据 《 水利水电工程振冲法地基处理技术规
范 》的要求 ，在 振冲施 工 ０５ ． ｍ～ ｌｍ左 右 的振密 效果 不稳 定桩 头 （ 即非振 密段 ） 因此在 无填 料振 冲 ， 施工 完毕 后，采 用振 动碾对 非 振密 段 区域进 行压 实 。
１ 加 固方 案选择 ． ２ 地基 处理 原则 是 既要技 术上 可靠 ，经济 上合 理 ，又 能满足 施工进 度 的要求 ；此外 ，还应 注 意节 约
能源， 保护环境， 避免因地基处理对地面水和地下水产生污染， 振动噪音对周围环境产生不 良影响等。 根据设计要求，该工程设计承载力标准值 ｆ １０ Ｐ ，本工程施工区域为新近吹填区，不满足设 ｋ ５ ａ ＞ ＿ ｋ 计要求。依据各种方法 自 身所具备的不同特点以及本工程具体情况，经认真分析、充分论证，在满足
２１振冲原 理及 历史 ．
振动水冲法简称振冲法 ， 它是利用振冲器的强烈振动和压力水冲贯入到土层深度 ， 使松砂地基加密， 或在软土层 中填入碎石等无凝聚性粗粒料，形成强度大于周围土的桩柱并和原地基土组成复合地基 ， 以提高地基整体强度 的加固技术。 该方法最先于上世纪 ３ 年代 由德国 ｓＳ ｕｒ ａ ０ ．ｅｅ ｎ首先提出，主要用于加密松散砂土地基 。５ 年代 ｔ ｍ ０
维普资讯
４ ８卷 增 刊 ２０ ０７年 Ｊ 月 １
中
国
造
船
Ｖｏ．８ Ｓ ｅ ｉ １ ｐ ｃ￥ ４ Ｎｏ ． ０ ７ ｖ２ ０
Ｓ Ｐ ＨＩ ＢＵＩ ＬＤＩ ＮＧ ＯＦ ＣＨＩ ＮＡ
文章 编号 ： １０ —８ ２２ ０ ） 一２ ２０ ０ ０４ ８ （０ ７Ｓ０ ４ ．６
关 键 词 ：滩海；多点共振无填料加密；振动加固；地基处理
１ 工 程 简 介
１ ． 程项 目简 介 １工
根据工程建设的进度要求， 为了尽快在人工岛上进行后期作业，需要对吹填砂形成的人工岛工程 地基进行预处理。为此 ，针对该区域吹填砂砂样检测资料来进行分析 ：吹填土质 以粉细砂为主，而未 经处理的地层不能满足进行地基处理施工中施工机械 的要求 ，因此须提前进行地基预处理。
（ ）抗地震液化：满足抗震设防烈度 ７ （． ５ ）的要求，处理后粉砂相对密实度 Ｄ ＞ ． 。 １ 度 ０ ８ｇ １ ｒＯ ０ ７ （ ）地 基承 载力 设计值 ｆｋ ａ ＞１ ０ Ｐ 。 ２ ａ ：ｆｋ ５ ｋ ａ ＝
结构设计要求 以及施工机械的种类特点来确定。 根据该工程场 地地质特点及 设计要求 ， 区内为新近吹填形成的， 场 位置位于海滨区域，因此回填的厚度依据海岸地
振 冲过程 使砂基 受 到 以下 ３种加 密作用 ：
①振挤作用是振冲器 的水平振动力通过土的骨架传递将周 围土挤压密实； ②振浮作用是通过振冲器振动使周围土体内超孔隙水压力升高， 促进土粒问结构力破坏再形成稳
定 的结构形式 ；
③固结作用是在砂土上覆有效应力作用下，超孔隙水压力消散时产生排水固结压密。
“ 安全 、适用 、经 济 、合理 ” 的原则基 础上 ，提 出采 用 多点 无填 料振冲 加密法＋ 动碾压 进行 该 工程地 振
基处理。该方法优点有：施工机具简单，操作方便；加固质量容易控制，效果明显；无需其它材料，
就地加密 ，施工速度快 ，工期短；工程造价低 ，具有明显的经济效益。
２ 振冲法 简介
表 １ 场 区内土层颗粒含量
３ 工程设计
３１地基 加 固 目标 ．
３３ 桩位 布置 ． 本工 程采用 多 点 （ 点或三 点 ）共振 无填 料振冲 法进 行加 固 ，采用 ７ Ｗ 振 冲 器进行 施 二 ，桩 位 两 ５ｋ 【 ： 布 置采用 正三 角形布 置 ，布 置 间距分别 为 ２０ ．ｍ、２３ ． ｍ、２５ ．ｍ。
４ 施 工 工 艺
无填 料 振 冲法在 滩 海 工 程 中的应 用
韩学东 ，李顺利 ，王文辉
（ 中国石油冀东油田公 司，河北 唐 海 ０ ３ ０ ） ６ ２ ０
摘
要
介绍 了多点共振无填料振冲加密法的加固机理，通过对滩海工程建设中的应用实例分析，验证了工程
实施无填料加密法 的地基加固效果，并阐述 了 其在加固砂 类土地基 的应用前景。
砂类土振冲加密，简单地说就是利用松砂在振动荷载作用下 ， 颗粒重新排列，体积缩小，变成密
砂 的特性 。
维普资讯
４卷 ８
增 刊
韩 学 东等 ： 填 料 振 冲 法 在 滩 海 工 程 中 的应 用 无
在 动荷载 作用 下砂 土抗 剪强 度 为
２ （ —＿ ｔｏ － △ｚ） ｇ ＝
式 中 盯为砂土所 受 的正应 力 ；△ 为砂 土所 在位 置 的超 静孔 隙水 压 力；Ｏ为砂 土 的内摩擦 角 。
当振冲器在加固砂土时，△ 不断增长，使 ｚ 趋近 盯 ，此时导致砂土抗剪强度为零。砂土结构遭 到破坏，出现砂土液化现象 。砂土液化以后 ，在上负荷重力和振动作用下，砂土颗粒又重新排列，使 砂土孔隙比减小，相对密度增加 ，承载力提高。
末 、６ ０年代初 该 方法 开始用 于加 固粘 性土和 粉质粘 土 地基 ，这就 是 目前广 为使用 的振 冲碎 石桩 复合
地基加固技术。我国应用振冲法始于 １７ 年，十多年来该方法 己得到迅速推广 ， ９７ 在建筑工程 、电力、
水 利 、交 通等领 域 得到广 泛应 用 。
２２加 固机 理 ．
形 也不 同。根据 设计 要求 本工 程 处理深 度为 ８０ １．ｍ。 ． ｍ￣ ００
根据施工机械 的特点，为保证加固层表面的密实性，依据 《 水利水电工程振冲法地基处理技术规
范 》的要求 ，在 振冲施 工 ０５ ． ｍ～ ｌｍ左 右 的振密 效果 不稳 定桩 头 （ 即非振 密段 ） 因此在 无填 料振 冲 ， 施工 完毕 后，采 用振 动碾对 非 振密 段 区域进 行压 实 。
１ 加 固方 案选择 ． ２ 地基 处理 原则 是 既要技 术上 可靠 ，经济 上合 理 ，又 能满足 施工进 度 的要求 ；此外 ，还应 注 意节 约
能源， 保护环境， 避免因地基处理对地面水和地下水产生污染， 振动噪音对周围环境产生不 良影响等。 根据设计要求，该工程设计承载力标准值 ｆ １０ Ｐ ，本工程施工区域为新近吹填区，不满足设 ｋ ５ ａ ＞ ＿ ｋ 计要求。依据各种方法 自 身所具备的不同特点以及本工程具体情况，经认真分析、充分论证，在满足
２１振冲原 理及 历史 ．
振动水冲法简称振冲法 ， 它是利用振冲器的强烈振动和压力水冲贯入到土层深度 ， 使松砂地基加密， 或在软土层 中填入碎石等无凝聚性粗粒料，形成强度大于周围土的桩柱并和原地基土组成复合地基 ， 以提高地基整体强度 的加固技术。 该方法最先于上世纪 ３ 年代 由德国 ｓＳ ｕｒ ａ ０ ．ｅｅ ｎ首先提出，主要用于加密松散砂土地基 。５ 年代 ｔ ｍ ０
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４ ８卷 增 刊 ２０ ０７年 Ｊ 月 １
中
国
造
船
Ｖｏ．８ Ｓ ｅ ｉ １ ｐ ｃ￥ ４ Ｎｏ ． ０ ７ ｖ２ ０
Ｓ Ｐ ＨＩ ＢＵＩ ＬＤＩ ＮＧ ＯＦ ＣＨＩ ＮＡ
文章 编号 ： １０ —８ ２２ ０ ） 一２ ２０ ０ ０４ ８ （０ ７Ｓ０ ４ ．６
关 键 词 ：滩海；多点共振无填料加密；振动加固；地基处理
１ 工 程 简 介
１ ． 程项 目简 介 １工
根据工程建设的进度要求， 为了尽快在人工岛上进行后期作业，需要对吹填砂形成的人工岛工程 地基进行预处理。为此 ，针对该区域吹填砂砂样检测资料来进行分析 ：吹填土质 以粉细砂为主，而未 经处理的地层不能满足进行地基处理施工中施工机械 的要求 ，因此须提前进行地基预处理。
（ ）抗地震液化：满足抗震设防烈度 ７ （． ５ ）的要求，处理后粉砂相对密实度 Ｄ ＞ ． 。 １ 度 ０ ８ｇ １ ｒＯ ０ ７ （ ）地 基承 载力 设计值 ｆｋ ａ ＞１ ０ Ｐ 。 ２ ａ ：ｆｋ ５ ｋ ａ ＝
结构设计要求 以及施工机械的种类特点来确定。 根据该工程场 地地质特点及 设计要求 ， 区内为新近吹填形成的， 场 位置位于海滨区域，因此回填的厚度依据海岸地
振 冲过程 使砂基 受 到 以下 ３种加 密作用 ：
①振挤作用是振冲器 的水平振动力通过土的骨架传递将周 围土挤压密实； ②振浮作用是通过振冲器振动使周围土体内超孔隙水压力升高， 促进土粒问结构力破坏再形成稳
定 的结构形式 ；
③固结作用是在砂土上覆有效应力作用下，超孔隙水压力消散时产生排水固结压密。
“ 安全 、适用 、经 济 、合理 ” 的原则基 础上 ，提 出采 用 多点 无填 料振冲 加密法＋ 动碾压 进行 该 工程地 振
基处理。该方法优点有：施工机具简单，操作方便；加固质量容易控制，效果明显；无需其它材料，
就地加密 ，施工速度快 ，工期短；工程造价低 ，具有明显的经济效益。
２ 振冲法 简介