水下挤密砂桩施工

一
用高 置换率 的挤 密砂 桩工 法 ，大多从 沉 降 和
稳定性 两 方面来 决定 置换 率 。 海上 挤密砂 桩施 工工 法 的另一 个重 要特 港工技 术 与管理 ２ １ ０ ２年 第 ５期
２ 一 ０
图 ５ 海 上 工 程 的 施 工 流 程
图 ６ 海 上 挤 密 砂 桩 施 工 的 设 备
１～９ ７ ２ 。总的砂 桩数 ： ０ 砂 桩 １ ４根 ．０ ５％ ４ ６ ％砂
７
小 结
挤密 砂桩 适用 于砂 质土 、粘 质土 等各 种 地基加固， 对粘 性土 形成 复合地 基 ． 善地 基 改
整 体稳 定性 ； 砂性地 基 ， 对 增加 密 实度 。挤 密 海
护岸 等则应 用低 置换 率 的挤密砂 桩 工法 比较 多。
打 的砂 桩 均为 一般砂 桩 。其 直径 只有 ５ ０ ０～ ｌ ０ ｍｍ 。 Ｏ０ 置换率 平均 为 ２ ％ 右 。 ０左
１ 挤 密 砂 桩 （ＣＰ） 法 的 概 要 Ｓ 工
１１ 挤 密 砂 桩 Ｔ 法 的 原 理 ．
对于 海上 构筑 物 ， 常在微 倾 式 的护岸 、 经
基 础 等 的构 筑 物 处 于 建 造 过 程 的 放 置 期 问 时， 选取 使沉 降结 束 的方 法 。另外 ， 重力 式 在 护 岸 或 岸壁 应 用 高置 换 率 的挤 密 砂 桩工 法 ，
挤 密砂 桩工 法是 通过振 动将 砂用 钢 管压 入 软土 地基 中的地基 改 良Ｔ法 ， 砂土 地基 、 粘
天津港 南疆 非金 属矿石 码 头工程 、洋 山深 水 港 一 、 期码 头接 岸结 构及 工作船 码 头等 ， 二 但
受 水 下 砂 桩 施 ］ 技 术 的 限 制 ，在 这 些 工 程 中 二
不同。 例如 ， 在直 立式 的 防波 堤或 岸壁 等 多应 用 高 置换率 的挤 密砂桩 工法 ，而 在微 倾式 的
直 径 可 达 ２ 。 完 成 多 项 重 大 工 程 的 地 基 ｍ 已 加 固处 理 ， 日本 的 关 西 国 际 机 场 一 、 期 和 如 二
从 粘性 土地基 的沉 降 、 定处 理 ， 稳 到砂 质
地 基 的挤密 加 固等 ，挤 密砂 桩工 法使 用 的地
基 范 围十分 广泛 。 图 ｌ 所示 为海 上挤 密砂 桩
工 法 施 工
海上挤 密砂 桩 工法 已用于 日本 的关 西 国
际 机 场 （ ２ 、 京 国 际 （ 田 ） 场 及 中 部 图 ）东 羽 机
国际机 场等 大水深 的护 岸 和各 地 的港 湾构 造 物。 １ ． 挤密 砂桩 ］ 法 的归类 及适 用类 型 ３ 二 海 上 构筑 物 中 ， 由于 防波 堤 、 岸 、 壁 护 岸
个 月 的残余 沉 降仅 为 ２ ｍｍ．说 明挤密 砂 桩 ４
加 固处 理后 的 软 土 地 基 达 到 了 较 好 的效 果
（ １ ） 图 １。
液 性 指 数 为 ｌ１ 标 贯 击 数 为 ３ ｌ ； Ｖ。 ＿ ４， ～ ｌ ， 层 杂 色 粉 质粘 土 ， 水 量为 ２ ． 标 贯击 数 为 含 ６７ ％，
地基 直接 强行 置换 为砂质 地基 。
１ ． 挤 密 砂 桩 工 法 的特 征 及 用 途 ２
效 果 明显 、 Ｔ序可 控性 好 的特点 。 因此可 广泛
应用 于对 砂性 土 、 粘性 土 、 有机 质土 等几 乎所 有土 质 的地基 加 固处 理 。 与一 般砂 桩相 比， 挤 密砂 桩桩 体 的密实 性高 ，加 固 的置换率 可 达
６ ％～ ０ ０ ７ ％。 最 重 要 的 是 它 能 适 应 海 洋 工 程 的
特点 ， 能在 一定 程度 上克 服风浪 作业 ， 常适 非 用 于人 工 岛 、 深水 防波 堤 、 岸 、 水 港等 工 护 深
程 的地基 基础 加 固。 目前 砂 桩 加 固地 基 的 深 度 能 达 到 水 下 ６ ｍ ， 密砂 桩 的置换 率能 达 ６ ％～ ０ 砂 桩 ０ 挤 ０ ７ ％，
新 敦 贺港 ， 国的釜 山新港 等 。 韩 我 国在水下 施 打砂桩 起步 较晚 ，但 发展 较快 ， 已陆续 在一 些工程 中得 到 了应用 ， 如连
云 港 ７万 吨 级 航 道 扩 建 围堤 工 程 正 堤 东 段 、
等 的用途 不 同 ，上部 构 筑物 的形状 和样 式 也
不 同 ， 此对 应 ， 密砂 桩加 固地基 的类 型 也 与 挤
水 下 挤 密砂 桩 施 工
三航科 研 院有 限公 司 梅煜 瑾 水 下挤 密 砂 桩是 一 种 地基 加 固新 技 术 ， 它 通过振 动设 备和 管腔增 压装 置把 砂强 制压
入 软 弱 地 基 中 扩 径 形 成 砂 桩 。从 而 增 加 地 基
压实砂 桩 ， 可提高 其抗 剪强 度 ， 加快 周 围粘 并
表 １
机 种
振 动 锤 的 规 格 和 在 海 上 施 工 的 适 用 条 件
Ｖ一 ８ １０ Ｖ－ ４ ２０ Ｖ－ ０ ３０
功 率 （ Ｗ） ｋ 起 振 力 （） ｔ 适 用 地 基 应 用 深 度
１０ ８ ７ ．～ ７７ ０２ ８ ． 松 软 粘 性 土 较 浅
土 的排 水性 能 。 这种 工法 的 目的是通 过将 上述 高强 度砂
强 度 、 快 地基 固结 ， 有 施 工周 期 短 、 固 加 具 加
桩 与软弱 地基 形成 复合地 基 ，使之 对上 部荷 载 的承载 力增 强 ， 地基整 体 刚度增 加 ， 滑动 阻 力增加 ， 降减少 ， 向流动 减少 。 外 ， 沉 侧 另 通过 高置换 率 的挤密 砂桩 施工 ，可将 软弱 粘性 土
根据码 头 结 构沉 降 观测 数 据 ．在 工后 ６
要 由基 础 （ 床挖 泥 、 基 地基 处 理 、 石 基 床 ） 抛 、
墙身 结构 （ 箱 ）和 陆域 回填 等几 部分 组成 沉 （ ９ 。 地 区土质 情况 如 下 ： 层灰 色粉 图 ）该 Ⅳ。 质 粘 土 含水 量 为 ３ ． ，容 重 为 １ ．ｋ ／ ． ４ ８６ Ｎ ｍｓ
２０ ４ ９ ． ２ ． ４７ １ ６３ 粘 性 土 、 土 砂 中深 度
３０ ０ ７． １７ ８９ ５ ． ９ 粘 性 土 、 土 砂 较 深
一
２ — ３
图 ８ 挤 密砂 桩施 工船 定 位 系统
一
５５ ｍ ， 石 基 床 顶 标 高 为 一 ． ｍ ： 头 主 ．０ 抛 ６３ ０ 码
图 １ ０
水 深大 、 软土 层厚 的要 求 。 经加 固后 的地 基 承 载 能力 提高 快 ， 余沉 降及 不均 匀沉 降小 ， 残 地
基 整体 稳定 性能 得到保 证 。
一
２ ５—
临时码头前沿线
ｆ— ＿ —
标 高单 位 ：ｎ ｉ
单位 ： ｍｍ
图 ９ 码 头 典 型 断 面 图
桩 ２ ０根 ， 计 ４ ４根 。 ８ 合 ２
挤 密 砂 桩 的 成 桩 直 径 达 到 ￣１ ０ ｍｍ ． ８０
钻孔 取样 检测 表 明砂桩 长度 达 到要 求 。桩 身 连续 性 好 ， 标 贯 击 数 Ⅳ＝ ｌ ４ 其 ２ ～ ７击 ， 实度 密
为 中密 ～ 密实 状态 。砂 桩 加 固 区纵 剖 面 图 见
以使沉 箱等 的结 构布置 时 的沉 降降低 。从 稳 定 性要 求来 说 ，微倾式 护 岸要采 用低 置换 率
的挤 密砂桩 工法 。重 力式 护岸 或岸 壁必 须运
土地基 都 能适用 。 于砂 土地 基 、 动孔 隙 比 对 振
较大且 密 度较 小的 地基 ，促 进其粒 子重 新排 列 ， 此 同时 ， 砂 桩压 入 、 与 将 压实 ， 这样 一 来 ， 就形 成 了砂 土孔 隙 比变 小 、密度较 大 的地基 了。 而对 于粘 土地 基 ， 软性 粘土 地基 中振入 在
延 长 段 码 头 长 度
质 粘 土
图 １ 砂 桩 加 固 区 纵 剖 面 图 ０
、
～
＼ ～
￣ 、
＼
＼＼
～
、
＼
～
厂 ＼ 、 ＼
一
一
…
～
一ｒ
～
一
～
．
３ ０
一 …一 一～ ～
图 ｌ 工后 平 均 沉 降 曲线 ｌ
一
２６ 一
港 工技 术与 管理 ２ １ ０ ２年 第 ５期