建筑施工手册系列之地基处理与桩基工程 7-1-4 深层密实地基

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1、7-1-4深层密实地基7-1-4-1振冲地基振冲法，又称振动水冲法，是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，使振动器产生高频振动，同时启动水泵，通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的共同作用下，将振动器沉到土中的预定深度，经清孔后，从地面向孔内逐段填入碎石，或不加填料，使在振动作用下被挤密实，达到要求的密实度后即可提升振动器，如此重复填料和振密，直至地面，在地基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降和不均匀沉降，是一种快速、经济有效的加固方法。振冲法按加固机理和效果的不同，又分为振冲置换法和振冲密实法两类。前者是在地基土中借振冲器成孔，振密填料置换，

2、制造一群以碎石、砂砾等散粒材料组成的桩体，与原地基土一起构成复合地基，使地基承载力提高，沉降减少，它又名振冲置换碎石桩法；后者主要是利用振动和压力水使砂层液化，砂颗粒相互挤密，重新排列，孔隙减少，从而提高砂层的承载力和抗液化能力，它又名振冲挤密砂桩法，这种桩根据砂土质的不同，又有加填料和不加填料两种。1．特点及适用范围振冲法加固地基特点是：技术可靠，机具设备简单，操作技术易于掌握，施工简便，可节省三材，因地制宜，就地取材，采用碎石、卵石、砂或矿渣等作填料；加固速度快，节约投资；而且，碎石桩具有良好的透水性，可加速地基固结，使地基承载力可提高1.2~1.35倍；此外，振冲过程中的预震效应，可使

3、砂土地基增加抗液化能力。振冲置换法适于处理不排水、抗剪强度小于20kPa的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基，如果桩周土的强度过低，则难以形成桩体。振冲密实法适用于处理砂土和粉土等地基，不加填料的振冲密实法仅适用于处理粘土粒含量小于10%的粗砂、中砂地基。振冲法不适于地下水位较高、土质松散易塌方和含有大块石等障碍物的土层中使用。国内应用振冲法加固地基的深度一般为14m，最大达18m，置换率一般在10%~30%，每米桩的填料量为0.3~0.7m3，直径为0.7~1.2m。2．构造要求（1）振冲置换法1）处理范围应大于基底面积；对于一般地基，在基础外缘宜扩大1~2排桩；对可液化地基，在基础外

4、缘应扩大2~4排桩。2）桩位布置对大面积满堂处理，宜用等边三角形布置；对独立或条形基础，宜用正方形、矩形或等腰三角形布置。3）桩的间距应根据荷载大小和原土的抗剪强度确定，一般取1.5~2.5m，对荷载大或原土强度低、或桩末端达相对硬层的短桩宜取小值，反之宜取大的间距。4）桩长的确定当相对硬层的埋藏深度不大时，应按相对硬层埋藏深度确定；当相对硬层的埋藏深度较大时，应按建筑物地基的变形允许值确定。桩长不宜短于4m。在可液化的地基中，桩长应按要求的抗震处理深度确定。桩顶应铺设一层200~500mm厚的碎石垫层。5）桩的直径可按每根桩所用的填料计算，一般为0.8~1.2m。（2）振冲密实法1）处理范

5、围应大于建筑物基础范围，在建筑物基础外缘每边放宽不得小于5m；2）振冲深度当可液化土层不厚时，应穿透整个可液化层；当可液化土层较厚时，应按要求的抗震处理深度确定；3）每一振点所需的填料量随地基土要求达到的密实程度和振点间距而定，应通过现场试验确定。3．机具设备及材料要求振冲机具设备包括：振冲器、起重机和水泵。振冲器类似混凝土插入式振动器，其工作原理是，利用电机旋转一组偏心块产生一定频率和振幅的水平振动，压力水通过空心竖轴从振冲器下端喷口喷出。振冲器的构造如图7-17所示，常用型号及技术性能见表7-15。图7-17振冲器构造1-吊具；2-水管；3-电缆；4-电机；5-联轴器；6-轴；7-轴承；

6、8-偏心块；9-壳体；10-翅片；11-头部；12-水管振冲器的技术参数表7-15型号ZCQ-13ZCQ-30ZCQ-55BL-75电动功率（kW）13305575转速（r/min）1450145014501450额定电流（A）25.560100150不平衡重量（kg）29.066.0104.0型号振动力（kN）3590200160振幅（mm）4.24.25.07.0振冲器外径（mm）274351450426长度（mm）2000215025003000总重量（t）0.780.941.62.05操纵振冲器的起吊设备可采用8~10t履带式起重机、轮胎式起重机、汽车吊或轨道式自行塔架等。水泵要求水

7、压力为400~600kPa，流量20~30m3/h，每台振冲器备用一台水泵。控制设备包括：控制电流操作台、150A电流表、500V电压表以及供水管道、加料设备（吊斗或翻斗车）等。填料可用坚硬不受侵蚀影响的碎石、卵石、角砾、圆砾、矿渣以及砾砂、粗砂、中砂等；粗骨料粒径以20~50mm较合适，最大粒径不宜大于80mm，含泥量不宜大于5%，不得含有杂质、土块和已风化的石子。4．施工工艺要点（1）施工前应先进行振冲试