震冲碎石桩电流有效加密电流

㈠ 振冲砂桩成桩工艺参数

8.2.1.1 振冲施工主要参数及步骤

振冲施工根据设计荷载的大小并参照场地砂层强度的高低、试验设计桩长等条件，并结合当地施工经验及施工条件，最终选用江苏省江阴振冲器厂生产的ZCQ45型振冲器，振冲器功率为45kW。振冲施工现场如图8.4所示，施工主要内容及步骤如下：

1）清理平整施工场地，布置桩位，开挖排水网系统；

2）施工机具就位，使振冲器对准桩位；

3）启动供水泵和振冲器，将振冲器徐徐沉入直至达到设计深度；

4）到达深度后将射水量减至最小，留振至规定密实电流时上提0.5m，如此逐段振密直至孔口，最后通过扫桩头将孔口沉降部分填平并振密；

5）重复以上步骤制作各试验设计砂桩，完成后关闭振冲器和水泵。

图8.4 施工现场

8.2.1.2 振冲砂桩桩间距的确定

采用振冲砂桩法施工时，由于振冲器的强力振动和水冲力能够在砂层中产生超静孔隙水压力，使振冲器附近砂土发生短暂液化或结构破坏，砂颗粒在自重和桩管的振动挤压作用下重新排列，孔隙减少，从而起到使砂层密实的效果；另一方面是依靠振冲器的反复强迫水平振动和侧向挤压以及水动力作用将振冲上部孔壁塌陷的砂振动挤密，从而使砂层振密。对于振冲法来说，一般振动力越大，影响距离也相应越大。但过大的振动力又常常使砂土处于流态而不利于密实，因此实际密实效果不一定与振动力的大小呈正比增加，振动频率的高低与实际密实效果的关系亦是如此。当振动力和振动频率及施工工艺一定时，实际密实效果主要与桩间距有关，为了探讨不同桩间距振冲密实效果的差异，达到选择最优间距这一重要施工参数之目的，依照《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79—2002）、参照各类文献并结合当地振冲法施工经验，设计桩长10m，桩间距1.4～2.2m进行振冲施工，通过标贯击数来反映不同桩间距工况下不同深度的密实效果。桩位布置形式及标贯试验点布置如图8.5所示。成桩15d后，上部开挖1.5m清理出桩头并整平（见图8.4），再在不同桩间距的桩间土中心位置进行标贯试验，根据不同间距在各种深度的标贯击数，综合分析并选取最合理的桩间距。标贯试验结果见表8.1，据此绘制的各深度标贯击数随不同桩间距变化曲线如图8.6所示。

图8.5 砂桩布桩及标贯试验点布置

表8.1 不同桩间距不同深度挤密效果标贯试验成果一览表

由各深度标贯击数随不同桩间距变化曲线（图8.6）可见，对于桩径为1m时不同桩间距对应的桩间土，各深度的标贯击数随桩间距的减小而增大，在所设计的不同间距试验工况中，1.4m间距在各深度的标贯击数均达到最大值，考虑到砂桩制桩的成本较小，因此在实际施工中应尽量采用小间距以获得更好的挤密效果。

图8.6 各深度标贯击数随不同桩间距变化曲线

然而对于近似半无限砂层中的振冲碎石桩，由于造价相对较大，因此不能只单纯考虑缩短桩间距以提高地基承载力，而应同时考虑经济合理性因素的制约。观察图8.6中曲线的特点，结合目前的施工实践，笔者认为无特殊要求时，在与试验区相近的地层条件下，可选择1.8m的桩间距作为碎石桩的最优桩间距。对于水泥土搅拌桩而言，由于其成桩的施工过程不存在挤密效应，因此其桩间距主要依据所需要的承载力大小来确定。

㈡ 振冲碎石桩施工工艺

1.施工前准备工作

(1)技术准备

1)了解现场有无障碍物存在，在加固区边缘留出的空间是否够施工机具使用，空中有无电线，现场有无河沟可作为施工时的排泥池，料场是否合适。

2)了解现场地质情况，土层分布是否均匀，有无软弱夹层。

3)对大中型工程宜事先设置一试验区，进行试桩，从而求得各项施工参数。

4)编制施工方案并经审批后向操作人员交底。

(2)机具设备准备

振冲器是振冲法施工的主要机具，其构造如图7-4所示。

起重机械一般采用履带吊、汽车吊、自行井架式专用吊机。起重能力和提升高度均应满足施工要求，并需符合起重规定的安全值，一般起重能力为10～15t。

在加固过程中，要有足够的压力水通过胶皮管引入振冲器的中心水管，最后从振冲器的孔端喷出400～600kPa的水压力，水量为20～30m³/h。振冲法施工配套机械如图7-5所示。

一般加固深度为10m左右时，需保证输送填料量在4～6m³/h以上，填料可用含泥量不大的碎石、卵石、角砾、圆砾等硬质材料。碎石的粒径一般可采用20～50mm，最大不超过80mm。

应特别注意排污问题，要考虑将泥浆引出加固区，可从沟渠中流到沉淀池内，也可用泥浆泵直接将泥浆打出去。

设置好三相电源和单相电源的线路和配电箱。三相电源主要是供振冲器使用，其电压须保证380V，变化范围在±20V间，否则会影响施工质量，甚至会损坏振冲器的潜水电机。

图7-5 振冲法施工配套机械

2.施工参数选择

施工前应编制施工组织设计，合理选择施工参数，以便明确施工顺序、施工方法，计算出在允许的施工范围内所需配备的机具设备，所需耗用的水、电、料，排出施工进度计划表和绘出施工平面布置图。

(1)加固范围(处理范围)

应根据建筑物的重要性和场地条件确定，通常都大于基底面积。对一般地基，在基础外缘宜扩大1～2排桩;对可液化地基，在基础外缘应扩大2～4排桩。

(2)布桩方式(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;对于圆形或环形基础(如油罐基础)，宜用放射形布置。布桩方式如图7-6所示。

图7-6 桩位布置

(3)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;对按稳定性控制的工程，桩长应不小于最危险滑动面的深度;在可液化的地基中，桩长应按要求的抗震处理深度确定;桩长不宜短于4m。

(4)桩的直径

桩的直径应根据地基情况和成桩设备等因素确定。如采用30kW振冲器成桩时，碎石桩的桩径一般为0.7～1.0m。也可按每根桩所用的填料量计算，常为0.8～1.2m。

(5)桩间距

应根据荷载大小和原土的抗剪强度确定，可取为1.5～2.5m。荷载大或原土强度低时，宜取较小的间距。反之，宜取较大的间距。对桩端未达相对硬层的短桩，应取小间距。

(6)施工顺序

一般可采用“由里向外”或“一边向另一边”的顺序进行。因为“由外向里”的施工顺序常常是外围的桩都加固好后，再施工里面的桩时就很难挤振开来。

在地基强度较低的软松土地基中施工时，要考虑减少对地基土的扰动影响，因而可采用“间隔跳打”的方法。当加固区附近有其他建筑物时，必须先从邻近建筑物一边的桩开始施工，然后逐步向外推移，如图7-7所示。

图7-7 桩的施工顺序

3.施工工艺

1)振冲法施工的步骤，如图7-3所示:①清理平整施工场地，布置桩位。②施工机具就位，使振冲器对准桩位。③启动供水泵和振冲器，控制好水压和水量，将振冲器徐徐沉入土中直至达到设计深度。记录振冲器经各深度的水压、水量和留振时间。④成孔后边提升振冲器边冲水直至孔口，再放至孔底，重复2～3次以扩大孔径并使孔内泥浆变稀，清除孔内泥土，保证填料畅通并开始填料制桩。⑤大功率振冲器投料可不提出孔口，小功率振冲器下料困难时可将振冲器提出孔口填料，每次填料厚度不宜大于50cm。将振冲器沉入填料中进行振密制桩，当电流达到规定的密实电流值和规定的留振时间后，将振冲器提升30～50cm。⑥重复以上步骤，自下而上逐段制作桩体直至孔口，记录各段深度的填料量、最终电流值和留振时间，保证各值均符合设计规定。⑦关闭振冲器和水泵，移至下一孔位继续施工。

2)不加填料振冲加密宜采用大功率振冲器，为避免成孔时塌砂将振冲器包住，下沉速度宜快，成孔速度宜为8～10m/min，到达深度后将射水量减至最小，留振至密实电流达到规定值时，上提0.5m逐段振密至孔口，一般每米振密时间约1min。

3)桩体施工完毕后应将顶部预留的松散桩体挖除，如无预留应将松散桩头压实，随后铺设300～500mm厚的碎石垫层并压实垫层。施工现场应事先开设泥浆排放系统，设置沉淀池，不得任意排放废水废浆。

4)成孔顺序及施工要点。施工顺序如图7-7所示。施工中主要应注意掌握以下施工要点:①水压水量的控制。水压水量按下列原则选择:粘性土(应低水压水量不大)比砂性土为低;软土比硬土低;随深度适当增高，但接近加固深度1m处减低，以免底层土扰动;制桩比造孔低。②密实电流和留振时间的控制。密实电流限定值应根据现场制桩试验确定，对常用的30kW振冲器，密实电流一般为50～55A，在成桩时不能把振冲器刚接触填料的一瞬间的电流值作为密实电流。瞬时电流有时可高达100A以上，但只要把振冲器停住不下降，电流值立即变小。可见瞬时电流并不真正反映填料的密实程度。只有让振冲器在固定深度上振动一定时间(称为留振时间)而电流稳定在某一数值，这一稳定电流值才能代表填料的密实程度。要求稳定电流值超过规定的密实电流值。对粘性土地基留振时间一般为10～20s。③填料量控制。加料宜“少吃多餐”，即要勤加料，每批不宜加得太多。制桩时，一般孔底部分填料比其他部分多。主要原因有三个:开始加的料平分被粘在孔壁上;成孔过程水压水量控制不当，造成超深，从而使孔底填料量增多;孔底有局部软弱土层，造成填料超过正常用量。④在强度很低的软土地基中施工，要采用“先护壁，后制桩”的施工方法。即开孔时，先将振冲器沉到第一层软弱层，然后加料振挤，把这些填料挤到软弱土中，把这段孔壁保护住，接着再用同样方法处理下面的软弱层，直到达到加固深度。

㈢ 软土地基处理方法中哪个最好为什么

软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其他高压缩性土构成的地基。其承载能力很低，一般不超过50KN/m2。在软土地基修筑堤防工程，必须解决好四个方面的问题：①地基的强度和稳定性问题。②地基的变形问题。③地基的渗漏和溶蚀问题。④地基的振动液化与振沉问题。因此，研究堤防工程软土地基的特征，提出相应的处理措施就十分重要了。

一、软土地基的特征

软弱土包括淤泥、淤泥质土、杂填土及饱和松散粉细砂与粉土。堤防工程中主要是指天然孔隙比大于或等于1．5的亚粘土、粘土组成的淤泥和天然孔隙比大于1．0小于1．5的粘土组成的淤泥质粘土。其主要特征如下：

1．孔隙比和天然含水量大

我国软土的天然孔隙比e一般在1～2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量W＝50～70%，高的可达200%，普遍大于液限。

2.压缩性高

我国淤泥和淤泥质土的压缩系数一般a1～2都大于0．5MPa-1,建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均匀性，会造成建筑物的开裂和损坏。

3.透水性弱

软弱土尽管其含水量大，透水性却很小，渗透系数K≤1（mm/d）。因此，土体受到荷载作用后，呈现很高的孔隙水压，影响地基的压密固结。

4.抗剪强度低

软土通常呈软塑～流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2（相当于0．3KN/m2）。不排水剪时，其内摩擦角几乎为零，抗剪强度仅取决于凝聚力C，一般C＜30KN/m2；固结快剪时，内摩擦角＝5°～15°。

5.灵敏度高

软粘土上尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显着降低。其灵敏度（含水量不变时原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）一般在3～4之间，有的甚至更高。

二、软土地基失稳的机理

引起软土地基上堤防滑动破坏的原因，在于软弱地基中某一面上的剪应力大于等于它的极限抗剪强度。究其原因主要有两个方面：一是由于剪应力的增加。例如：堤防加高加宽引起堤身重量加大、降雨使土体容重增加、水位降落产生渗透压力，地震和打桩引发动荷载等。二是由于软土地基本身抗剪强度的减小。例如：孔隙水压力的升高、气候变化旌干裂和冻融、粘土夹层因浸水而软化以及粘性土的蠕变等。

根据《堤防工程设计规范》GB50286—98规定，假定滑动面以上土体为刚体，并以它为脱离体，分析在极限平衡条件下其上的全部作用力，并以整个滑动面上的平均滑动力与平均阻滑力之比来定义它的安全系数，即：

K＝Fz/Fh

式中：K—堤防稳定安全系数；K＞1时土体处于稳定状态，K＜1时土体处于滑动状态或有滑动的趋势，K＝1时土体处于临界状态。K值一般取1﹒05～1﹒30；

Fz—作用于滑动面处的平均阻滑力，KN；

Fh—滑动面处土体的平均滑动力，KN。

三、软土地基处理的措施

1.堤身自重挤淤法

该方法就是通过逐步加高的堤身自重将处于流塑态的淤泥或淤泥质土外挤，并在堤身自重作用下使淤泥或淤泥质土中的孔隙水压力充分消散而增加有效应力，从而提高地基的抗剪强度能力。在挤淤过程中为了不致产生不均匀沉陷，施工时应放缓堤坡、减慢堤身填筑速度，分期加高。该方法具有节约投资的优点和施工期长的缺点。适用于地基呈流塑态的淤泥或淤泥质土，且工期不太紧的情况。

2.抛石挤淤法

该方法就是把一定量和粒径的块石抛在需要进行处理的淤泥或淤泥质土地基中，将原基础处的淤泥或淤泥质土挤走，从而达到加固地基的目的。通常将不易风化的石料（尺寸一般不宜小于30cm）抛填于被处理堤基中，抛填方向根据软土下卧地层横坡而定。最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单、投资较省，常用于处理流塑态的淤泥或淤泥质土地基。

3．垫层法

垫层法就是把靠近堤防基底的不能满足设计要求的软土挖除，代以人工回填的砂、碎石、石渣等强度高、压缩性低、透水性好、易压实的材料作为持力层。其优点是可以就地取材、价格便宜、施工工艺比较简单。适用于软土埋深较浅、开挖方量不太大的场地。

4.预压砂井法

预压法是在排水系统和加压系统的相互配合作用下，使地基土中的孔隙水排出，有效应力增加达到硬化固结的目的。其基本做法如下：先将加固范围内的植被和表土清除，上铺砂垫层；然后垂直下插塑料排水板，砂垫层中横向布置排水管，用以改善加固地基的排水条件；再在砂垫层上铺设密封膜，用真空泵将密封膜以内的地基气压抽至80KPa以上。该方法加固时间长，抽真空处理范围有限，适用于工期要求较宽的淤泥或淤泥质土地基处理。流变特性很强的软粘土、泥炭土不宜采用此法。

5.振动水冲法

振冲法是利用一根类似插入式混凝土振捣器的机具——振冲器（有上、下两个喷水口），在振动和冲击荷载作用下，先在地基中成孔，再在孔内分别填入砂、碎石等材料，并分层振实或夯实，使地基得以加固。用砂桩、碎石加固初始强度不能太低（初始不排水抗剪强度一般要求大于20KPa），对太软的淤泥或淤泥质土不宜采用。

石灰桩、二灰桩是在桩孔中灌入新鲜生石灰或在生石灰中掺入适量粉煤灰、火山灰（常称二灰），并分层击实而成桩。它通过生石灰的高吸水性，膨胀后对桩周土的挤密作用，用离子交换作用和空气中的CO2与水发生酸化反应使被加固地基强度提高。

6.旋喷法

旋喷法是利用旋喷机具造成旋喷桩以提高地基的承载能力，也可以作联锁桩施工或定向喷射成连续墙用于地基防渗。旋喷桩是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度后提升，喷嘴同时以一定速度旋转，高压喷射水泥固化浆液与土体混合并凝固硬化而成桩。所成桩与被加固土体相比，强度大、压缩性小。适用于冲填土、软黏土和粉细砂地基的加固。对有机质成分较高的地基土加固效果较差，宜慎重对待。而对于塘泥土、泥炭土等有机成分极高的土层应禁用。

7.强夯法

强夯法是将80KN的夯锤起吊到6～30m的高度，让锤自由落下，对土进行夯实。经夯实后的土体孔隙压缩，同时，夯点周围产生的裂隙为孔隙水的出逸提供了方便的通道，有利于土的固结，从而提高了土的承载能力，而且夯后地基由建筑物荷载所引起的压缩变形也将大为减小。强夯法适用于河流冲积层、滨海沉积层黄土、粉土、泥炭、杂填土等各种地基。

8.土工合成材料加筋加固法

该法将土工合成材料平铺于堤防地基表面进行地基加大，能使堤防荷载均匀分散到地基中。当地基可能出现塑性剪切破坏时，土工合成材料将起到阻止破坏面形成或减小破坏发展范围的作用，从而达到提高地基承载力的目的。此土，工合成材料外与地基土之间的相互磨擦将限制地基土的侧向变形，从而增加地基的稳定性。

四、软土地基的工程实例

软土地基处理是一项技术复杂、难度大的非常规工程，必须精心组织施工，并注意以下环节：①进行技术交底和质量监理。在软土地基处理开始之前，应对施工人员进行技术交底，讲明地基处理方法的原理、技术标准和质量要求。技术交底最好为示范处理，边干边讲，效果良好。施工处理中有专人跟班，负责质量监理。②做好监测工作。在软土地基处理施工过程中，应有计划地进行监测工作，根据监测数据来指导下一阶段地基处理工作，提高软土地基处理技术水平。③处理效果检验。在软土地基处理施工完成后，经必要的间隔时间，采用多种手段检验地基处理的效果，同一地点地基处理前后定量指标发生的变化加以说明，以便指导工程实施。

1.丰成市丰城大联圩北湖倒虹吸管的软土加固

2000年丰城大联圩北湖倒虹吸管施工时，开挖基础到设计深度时，发现有30m长的基础夹有含水量高、强度低、压缩性大的淤泥质土层，最大厚度约3m，为防止堤基不均匀沉陷，增强堤防的稳定性，对该30m长堤段清除上层1．0厚的淤泥质土，然后布设孔径0．5m、孔深1．0～2．0m、孔间距1．0m的石灰碎石桩，振冲后上部分层填筑级配良好的砂卵石土料至基础设计高程，并碾压密实，在此基础上修建北湖倒虹吸管。堤防经一定时间的运行考验，经沉陷观测其沉降量很小，地层稳定，运行正常。

2.新津县城区南河右岸条石护岸基石的软土加固

2001年南河城区护岸施工时，开挖基础到设计深度时，发现有80m长的基础夹有含水量高、强度低、压缩性大的软粘土层，最大厚度5m，为防止堤基不均匀沉陷，增强堤防的稳定性，对该80m作了振冲加固。布孔为三角形，间距1．5m。根据软土分层情况，孔深定为2～5m，共280孔。使用30kW振冲器，加密电流50A，每孔平均施工时间20～40min，填料量720m3。振冲后，堤防经一定时间的运行考验，经沉陷观测其沉降量很小，地层稳定，运行正常。

㈣ 振冲碎石桩

碎石（砂）桩挤密法是指碎石桩法和砂桩合称为粗颗粒土桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石或砂挤压入土孔中，形成大直径的碎石或砂所构成的密实桩体。 振动水冲法是1937年由德国凯勒公司设计制造出的具有现代振冲器雏。

㈤ 水利工程振冲法地基处理有效加密电流是多少

不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基。
振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力，减少地基沉降量，还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。

㈥ 振冲碎石桩 振冲器密实电流反映哪个力

振动器摆动时受到的阻力

㈦ 碎石桩有几种施工方法

1、振冲(湿法)碎石桩。

采用振动加水冲的制桩工艺制成的碎石桩称为振冲碎石桩或湿法碎石桩。

2、干法碎石桩。

采用各种无水冲工艺(如干振、振挤、锤击等)制成的碎石桩统称为干法碎石桩。

碎石桩和砂桩等在国外统称为散体桩或粗颗粒土桩。所谓散体桩是指无粘结强度的桩，由碎石柱或砂桩等散体桩和桩间土组成的复合地基亦可称为散体桩复合地基。在国内外广泛应用的碎石桩、砂桩、渣土桩等复合地基都是散体桩复合地基。

碎石桩适用于挤密松散的砂土、粉土、素填土和杂填土地基。在复合地基的各类桩体中，碎石桩与砂桩同属散体材料桩，加固机理相似。随被加固土质不同机理有所差别：对砂土、粉土和碎石土具有置换和挤密作用。

(7)震冲碎石桩电流有效加密电流扩展阅读

质量控制注意：

1、在制桩过程中，各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等方面的要求。制桩时宜将水量关小，填料方法或将振冲器提出孔口加料，或边振边填。加料不宜过猛，原则上“少吃多餐”。

2、施工现场应实现开设泥水排放系统，将制桩过程中产生的泥水集中引入沉淀池，沉淀池底部沉积的泥浆可定期挖出送至指定地点。

3、碎石桩的施工顺序从中间向外围进行，或由一边推向另一边的方式施工。

4、碎石桩施工结束后，路堤进行填筑前，注意设置沉降观测设备。

5、搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，实施全程的施工抽查。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录。并对照规定的施工工艺，对每根桩都要进行质量评定。

㈧ 碎石桩的质量控制

1、在制桩过程中，各段桩体均应符合密实电流、填料量和留振时间等方面的要求。制桩时宜将水量关小，填料方法或将振冲器提出孔口加料，或边振边填。加料不宜过猛，原则上“少吃多餐”。
2、施工现场应实现开设泥水排放系统，将制桩过程中产生的泥水集中引入沉淀池，沉淀池底部沉积的泥浆可定期挖出送至指定地点。
3、碎石桩的施工顺序从中间向外围进行，或由一边推向另一边的方式施工。
4、碎石桩施工结束后，路堤进行填筑前，注意设置沉降观测设备。
5、搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，实施全程的施工抽查。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录。并对照规定的施工工艺，对每根桩都要进行质量评定。
6、当实际贯入量没有达到设计要求时，应在原位将桩管打入，补充灌碎石后复打一次，或在旁边补桩。
7、施工中选用适宜的桩尖结构。当选用活瓣桩靴时，砂性土地基宜采用尖瓣型，粘性土地基宜采用平底型。