振冲法处理吹填土浅地基的分析

砂性土地基的液化评价：采用比贯入阻力Ｐ。进行 砂土液化判别的方法。提出饱和砂土液化临界比贯人 阻力Ｐ７。的计算公式：
Ｐ’。＝Ｐｍ［１一Ｏ．０５（ｄ。一２）］［１～Ｏ．０６５（“一２）］ 式中：巩——上覆非液化土层厚度（ｍ）；
ｄ。——地下水位深度； Ｐ∞——液化判别饱和砂土比贯入阻力临界值，
此处Ｐｍ根据设防烈度，取值５．５ＭＰａ。 验算结果与通过标贯验算结果一致，判为不液化。 ２．２．６载荷试验 在振冲试验结束２周以后，对试验区进行了载荷 试验，为避免偶然误差的出现，对每个分区作了３组试 验，用来确定振冲试验后地基承载力的标准值。载荷 试验采用慢速维持加载法，即每加ｌ级荷载待下沉量 到相对稳定后再加下１级荷载。承压板面积为１．５玉 （１．２２５ｍＸ １．２２５ｍ）。加荷从６０ｋＮ开始，每级增加３０ｌ【Ｎ 荷载，两个分区荷载均增加到３００ｋＮ时，满足终止加荷
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ∞ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｄｒｅ亡ｌｇｅｒ ｆｉｌｌｅｄ ｇｒｏｕｎｄ ｏｆ ａ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｉｎ Ｊｉｏｎｇｓｕ ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｅｘＤｅＩｉｎｌ田ｎ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｈｅｃｋ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｌ蒽ａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｖｉｂｒｏｔｌｏｔａｔｉｏｎ ｗｉｔｈｏｕｔ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ
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由表２可以看出，两个场地均有比较明显的沉降， 且一区场地的沉降量＞二区场地的沉降量。由此可以 判断地基处理后的地基土孔隙率有所下降，地基土得 到一定程度的密实，地基承载力得到一定程度的提高， 而且一区处理效果要比二区明显一些。这与一区振冲 点比二区振冲点密集一些是相吻合的，说明在利用振 冲法进行大面积施工时，选取适宜的振冲点间距等工 艺参数是很有必要的。 ２．２．２孔隙水压力监测
测、场地的孔隙水压力监测、标准贯人试验、静力触探
试验以及载荷试验。
２．２．１沉降监测
２个试验区均按５ｍ Ｘ ５ｍ网格对处理前和处理后
的场地地面标高进行了观测，具体结果如表２所示。
表２沉降监测结果
ｍ
工历时７ａ）。而且一区峰值要高于二区峰值，这与一区 振冲点间距布置比二区密集相吻合。在施工过程中， 曾把当天刚施工完毕的超孔隙水压力与第２天还未施 工时的作对比，发现经过一晚上，超孔隙水压力可以消 散５０％。在后文将利用超孔隙水压力的寅时监测来分 析振冲施工的影响范围。 ，
对密度显得尤其大。随着超孔隙水压力的消散，工值 也将随之增加。这与之前相关的研究也是相对应的。 也有可能是振冲作用时，破坏了原本已经很密实的该 层土，因为该层砂在吹填以前经过长年风浪的冲刷，本 身已经在表层形成一个硬壳层。
根据《工程地质手册》经验公式：粉砂、粉细砂利用 静探指标计算地基承载力基本值；ｆｏ＝２０ｐ。＋５９．５，Ｐ。 ＝１．１ ｏ ｑ。，利用静力触探试验结果得出，一区地基承 载力为１３０ｋＰａ，二区为１２６ｋｌＰａ。
【收福Ｅｔ期］２００７４７３－２４ 【作者简介］叶观宝（１９６｝一），男，安徽微县人，同济大学地下幕 教授，博士生导师，上海市杨浦区四平路１２３９号２０００９２，电话： １３８１７６２．．５８２５
施工技术
第３６卷
３）振冲试验施工工艺流程 振动下沉至孔底一留振一振 动上拔一分段留振（每５０ｃｍ）一 成桩结束，关闭水泵及振冲器， 移至下一根桩。
该电厂２年前完成围堤吹填，目前回填土经过固 结后强度提高很大，丈面积吹填地基承载力特征值达 到８０ｋＰａ，小部分还授有达到，存在中等～严重液化现 象。根据电厂设计，需要使该吹填砂承载力特征值≥ １３０ｋＩ毡，因此需要对该层土进行地基处理。根据厂区 初勘，可以得出地层分布如表１所示。 ２现场试验 ２．１现场试验概况
万方数据
２００７ Ｎ０．９
叶观宝等：振冲法处理吹填土浅地基的分析
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表４地基承载力特征值
２００１，当砂土和饱和粉土的标准贯人锤击数实测值Ⅳ
＜液化判别贯人锤击数心时，应判为液化土。本场地
锤击数实测值均＞＾，口＝６，所以判别为非液化土。 ２．２．５静力触探试验
为比较地基加固效果，在场地平整完毕地基处理 之前进行了一组静力触探试验，地基处理完毕后再次 作了静力触探检测，对检测范围内的锥尖阻力ｑ。和侧 壁摩阻力工进行了加权平均，具体结果如表５和表６
ｍ也ｉｃＢ ｂａｃｋｆｉｌｌ．Ｔｔｎ＇ｏｕ西ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｏｎｉｌｏｒ ｄａｔａ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｃｅｅｄ ｐｏｒｅ ｗａｔｅｒ
ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅ ｒ∞ｕｈ ｏｆ ｓｔａｎｄａｒｄ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｔｅ，＇ｔ ａｎｄ ｓｔａｔｉｃ ｃｏｎｅ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｌａｔｅ ｌｏｅｄ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｏｆ ｔｈｅ ｖｉｂｍｆｌｏｔａｔｉｏｎ埘ｔｈｏｎｔ ｅｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｂａｃｋｆｉｌｌ ａｒ６ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｗｈｅｎ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｄ】≈ｄ日ｅｒ ｆｉｌｌｅｄ ｇｒｏｕｎｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖｉｂｒｏｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｗｉｔｈｏｕｔ ａｄｄｉｔｉ０１ｍｌ ｂａｃｋ６Ⅱ：ｄｌＭｌｇｅｒ ｔｉｌｔｅｄ ｓａｎｄ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
２．２．３地下水位监测与分析 根据振冲过程中实测地下水位变化结果可以发
现，振冲器的振动会引起振冲器周围地下水位的明显 上升。振冲器振动对地下水位的影响随振冲器离水位 管距离的减小而明显增大，当在水位管附近振冲时，地 下水位可以上升至地表附近。在振冲施工过程中，大 范围地下水位的上升有利于提高浅层吹填砂的饱和 度，从而减弱浅层非饱和砂层对振冲加固下层粉细砂 的不利影响。 ２．２．４标准贯人试验
振冲法是振动水冲法的简称．利用振冲器强烈振 动和压力水灌入到土层深处，使松砂地基加密，或在软 土层中填入碎石等无凝聚性粘粒形成强度大于周围土 的桩柱和原地基土组成复合地基，提高地基强度的加 固技术。振冲法施工工艺简单，地基加固效果良好而 且成本不大，具有巨大的经济效益。本文就是结合某 近海电厂的大面积吹填土地基处理试验，通过对振冲 处理后的加固效果的检测以及施工过程中的监测，对 振ｉ申法处理大面积吹填砂的适宜性，摄冲的影响范围 和施工工艺参数进行了研究。 １场地工程地质条件
§【匿； ２ ｏｏｏ（２ ｓｏｏ）＝
试验的目的是评价该工法
在本场地的适宜性，并确定振冲点间距、振冲深度和留
振时间以及振密时的电流量等施工工艺参数。通过地
基处理后的检测以及处理过程中的监测。确定其处理
效果，为将来大面积旌工提供可靠的监测和检测手段。
２．２试验监测分析
现场试验工程中的监测和检测内容包括沉降监
地基土在振冲作用下，振冲影响范围内的饱和砂 土发生振动液化重新排列致密或者受振动影响而沉 密。此时孔隙水压力会迅速上升，形成超孔隙水压力。 部分超孔隙水压力由于跟周围土体形成水力梯度而消 散到周围土体里，还有一部分超孔隙水压力由于地下 水冲破上覆土层涌出地表而消散。在振冲施工过程中 可以很明显的看到整个场地很湿，在振冲点附近有地 下水渗透出来。
２００７年９月 第３６卷第９期
施工技术
ＣＯＮＳⅡｉＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬ０ｃＹ
振冲法处理吹填土浅地基的分析
叶观宝１，王世威１，邢皓枫１，杨绪军２，苌红涛１
（１．同济大学，上海２００６９２；２．华东电力设计院，上海２０００９２）
［摘要】以江苏省某电厂的吹填土地基处理为例，利用现场试验对无填料振冲法加嗣饱和吹填土地基的效果进行了
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｖｉｂｒｏｆｌｏｔａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｄｒｅｄｇｅｒ Ｆｉｌｌ Ｇｒｏｕｎｄ
ＹＥ Ｇｕａｎ—ｂａｏ’，ＷＡＮＧ Ｓｈｉ．ｗｅｉ‘。ＸＩＮＧ Ｈａｏ－ｆｅｎ９１，ＹＡＮＧ Ｘｕ－ｊｕ一，ＣＨＡＮＧ Ｈｏｎｇ—ｔａ０１
２．正缸ｃ矗打砬皿帅面Ｐｏ：吧ｒ腑碱肺ｔ毗，ｓｈ４“Ｆ＾面 、（１．如’ｊ醇矾哦巧妇，确甜科注２００。９２，Ｃ先抚Ｄ； ２０００９２，Ｃ／面Ｊａ）
检验。通过对试验工程中场地的沉降和超孔隙水压力等监测数据分析，以及标准贯入试验、静力触探试验和载荷
试验结果的探讨，研究了元填料振冲法应用于饱和吹填土地基处理时的加固机理。
［关键词］无填料振冲法；吹填砂；施工工艺
［中固分类号】３１２７５３．８
［文献标识码】Ａ
【文章编号】ｌ００２－８４９８（２００７）０９－００４７·∞
根据场地情况，在大规模施工前，进行了现场试
万方数据
表１地层分布
验。试验区分为２区，面积均为３０ｍＸ３０ｍ。振冲机械 设备采用振冲器ＺＣＱ．３０，功率为３０ｋＷ。
振冲法地基加固的施工方法和要求： １）振冲法地基加固试验分为一区和二区。试验区振 冲点数分别为２７９点和１８８点。具体位置如图１所示。 ２）振冲法地基加固试验点间距分别为２ｍ和 ２．５ｍ，按正三角形布置，振冲深度为７ｍ。振冲加密试 验不加填料，利用吹填砂自身颗粒的重新排列挤密。
２个试验区均进行了７Ｌ隙水压力的监测，每个场 地埋设３组孔压计，每组孔压计埋深分别为４、７、１０、 １５ｍ。图２和图３分别是施工过程中两个试验区实测 的超孔隙水压力变化曲线。从图中可以看出，由振冲 所产生的最大超孔隙水压力为８—１０ｋＰａ，而且很明显Байду номын сангаас的可以看出一区超孔隙水压的峰值要比二区提前３ｄ 左右，这与振冲施工先从一区开始相吻合（整个场地施
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施工技术
第３６卷
３．１地基加固机理分析 振冲法加固砂性土地基就是借助于振冲器产生的
重复强烈振动和侧向挤压，有时还附以压力水和压力 气，使一定范围内的土体发生液化或结构破坏，土粒重 新排列，由不稳定位置移到稳定位置，孔隙减小而得以 加固。根据从振冲器侧壁向外加速度的大小将振冲器 周围的土体分为５个区域，即紧靠侧壁的剪胀区（土体 处于剪胀状态）、流态区（土体处于流体状态，土粒有时 连接，有时不连接）、过渡区和挤密区（土粒保持连接， 能够通过土骨架传递振动应力）以及弹性区（土粒受振 动小，无挤密效果），如图４所示。只有过渡区和挤密 区才有明显的挤密作用，过渡区和挤密区的大小取决 于砂土的性质和振冲器的性能。
从ｑ。值来看，２个分区处理效果比较明显且差异 性不大，但是从‘值来看，两者则有比较明显的差异。 尤其值得思考的是，非吹填部分的①，和①２土层工值 不增反降，分析原因为对于侧壁阻力，振冲作用引起的 超孔隙水压力在进行静力触探检测的时候并未完全消 散，超孔隙水压形成的对静探仪侧壁的润滑作用比较 突出，在振冲作用并不很明显的深层，润滑作用的相
由于上覆有效应力较小，振冲对表层附近的吹填 土加固效果有限，所以在振冲完毕后需要进行振动碾 压。振动碾压将会使浅层２ｍ左右砂层的密实度有明 显的提高，使整个地基处理效果进一步加强。
振动碾压后进行标贯试验，试验结果如表３所示。 利用标贯试验所得地基承载力如表４所示。
表３标贯击数
从标贯试验看来，此次加固效果明显，均达到或超 过期望的１３０ｋＰａ。根据《建筑抗震设计规范｝ＧＢ５００１１．
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袭６侧壁摩阻力五平均值
一区上部吹填土部分锥尖阻力ｑ。从处理前的 １．６３ＭＰａ增加至３．１９ＭＰａ，增幅比较大，增量约１００％； 二区吹填土部分锥尖阻力ｇ。增加至３．０４ＭＰａ，增量约 为９０％。一区吹填土部分侧壁摩阻力￡从处理前的 １５．４ｋＰａ增加到２３．７ｋＰａ，增量约为５０％，二区吹填土部 分则增至１８．４ｋＰａ，增量约为２０％。从ｑ。值来看，此次 地基处理对比较深的①ｌ和①２土层均有一定的加固 效果，不过效果不是很明显。然而①，和①２土层为非 吹填部分，并不是本次地基加固的重点。
条件。由试验的肺曲线发现，各组试验均为平缓光
精的曲线，没有明显的拐点，地基土承载力特征值采用 相对变形法确定，其值可以取ｓ／ｂ＝０．０１～０．０１５所对 应的荷载。（ｓ为载荷板沉降值，６为载荷板宽度）。具 体试验结果如表７所示。
表７载荷试验结果
由于误差的存在，使得每个载荷试验点所确定的 地基承载力特征值不相同，但是每个试验点所确定的 承载力特征值均＞设计承载力（１３０ｋＰａ），这说明采用 振冲法处理饱和吹填土地基能够达到期望的目的，满 足设计要求。 ３地基加固机理及效果分析