16m风化砂回填地基的深层振密加固.doc

16m风化砂回填地基的深层振密加固1.概况我国北方某港拟建7个深水码头，初建的2个深水泊位水深达到▽-16.0m，码头岸线长达600m，采用重力式沉箱结构。基槽开挖至▽-18.0m，边坡1:2，坡底以下为黄褐式或黄绿色线积土，再下为全风化花岗闪长岩。沉箱长20m，宽15m，高18.5m，坐失良机坐落在▽-18.0m~▽-16.0m的抛石基床上。预制沉箱盖板顶标高▽+3.0m，码头前沿胸墙顶高为▽+5.8m。在距沉箱后壁14.5m范围为沉箱后方回填区，▽-5.0m以下为抛填的中粗砂，▽-5.0m以上为回填的当地产风化砂。因回填的砂土极其松散，为了提高填砂的密实度，防止地震时液化，减少箱后地基的沉降和箱体倾斜，设计要求对▽+5.0～▽-11.0m（深达16m）的回填砂作振密处理。要求填砂经振密后的标贯击数N≥15，Dr≥60％，内磨擦角≥32°。回填砂采用振动水冲法使之密实。总计振实填砂约14万m3，振实范围9000m2，振冲孔达1500个，进尺约2.4万m，振密回填砂土约1.6万m3。作标贯试验（SPT）检测17孔，测得N值达290个。经检测，填砂振实均达到了设计要求。2.填砂的基本情况2.1粒径曲线经颗分试验分析，回填砂振冲范围内的砂土（中粗砂和风化砂）的粒径曲线均在适用振冲法密实的范围之内，如表1所示。2.2填砂的振前N值在振密的16m深度范围内共检测102点，=5，Nmax=8，Nmin=3，属于松砂地基。2.3填砂振前的相对密度经试验实测，除表面0.5~1.0m的相对密度达40％左右外，其余均在22~33％间，平均为28％，处“松散”状态。表1填砂的颗粒组成和相对密度试样编号名称比重颗粒组成百分数（%）相对密度＞1010-22-0.50.5-0.250.25-0.075＜0.075ρdmaxρdmin(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(g/cm3)(g/cm3)A砾砂2.603.631.825.95.64.428.71.971.38B角砾2.589.948.625.46.95.73.51.911.43E粗砂2.612.917.752.721.04.71.01.831.453.填砂地基的振密3.1振冲设备振密施工采用ZCQ-75振冲器，配以14~15m的导管，水管，水量≥1.0m3/min的高压水泵，单级离心泵，气管，700~900Kpa的空压机，20~30m3容量的海水箱及35T吊机与2m3的装载机。为了使振冲器能顺利下放到位，除振冲器端部加大射水孔和增设高压气孔外，在振冲器四周又增设了水管和气管，以消除砂层对导管和振冲器的抱管现象。3.2振冲工艺振冲技术参数是由现场试验确定的。成孔与提升速度一般为0.5m/min，留振时间约20~30s，密实电流控制在120~130A，水与气的量及压力则根据实际成孔与振密时Z作相应调节。振密按“振密→上提1.0m→填料→下沉0.5m→振密→上提”的程序执行，填料为振密现场的风化砂，按“间断填料法”进行施工。振点布置为等边三角形，间距2.5m，施工时作间隔跳打。3.3施工方法先以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动振冲器的偏心块，使振冲器产生高频振动，同时开动水泵，通过喷嘴喷射高压水流，其间辅以空压机补充压力，并通过喷嘴喷射高压气流在导管周围与振冲器底端。在振动和高压水、气流的联合作用下，振冲器缓缓下沉到砂层的预定深度（16m），此时高压水翻滚带出孔中泥水与细粒土，且振孔四周砂土向周边挤压或部分塌陷，能形成φ800左右的孔径。留振几分钟后向孔内首次填料，其高度在2.0m左右，留振，在密实电流和留振时间达到规定值后上提并继续加料，下沉再留振密实，如此返复施工直至该孔完成升至地面。3.4施工质量控制（1）成孔为保证振实效果，成孔时振冲器每贯入0.5~1.0m宜留振一定时间以使扩孔。成孔主要应以自由下沉为主，但在振冲器下沉至砂面下7~10m时一般会产生难以下沉的现象，此时宜控制下沉速度，或减慢，或停滞，并相应调整内外管水、气的压力。（2）填料当振冲器下沉到设计深度时，留振一定时间后再填料，同时对内外水、气管的压力要进行综合调节。填料宜从四周均匀填入，以使振密效果良好。（3）振密振密过程中振冲器的上提与下沉，即要严格控制速度，也要严格控制高度，应避免提升过多或下沉过深，形成局部虚振或破坏已经振密的效果。（4）密实电流当振冲器提升至某一高度或下沉时因导管或振冲器与砂土磨擦接触，工作电流表现出的虚高现象，并不真实的反映了某段砂层的密实状态，此时宜密切注意电流，应避免将“瞬时电流”误作“密实电流”，过早地提升振冲器，引起某些虚振或漏振。宜在工作电流达到稳定值并合乎工艺要求后才可进行下一工序。（5）留振时间在振冲加固过程中，留振时间加长，可以使砂土完全液化和振大振实影响范围。一般以在某一阶