振沖法分類(lèi)

振沖法可從施工工藝、加密方式、填料形式、施工環(huán)境以及懸掛方式和懸掛數(shù)量等不同角度進(jìn)行分類(lèi)。

(1)按施工工藝分類(lèi)，振沖法施工可分為濕法和干法兩類(lèi)。濕法振沖在施工中輔以壓力水沖，在高壓水的沖擊之下，有利造孔和加密的進(jìn)行，同時(shí)還能對(duì)振沖器起到冷卻作用，保證機(jī)具正常地運(yùn)行。

干法振沖則是在施工中不加水沖，但干法振沖常輔以壓縮空氣以利造孔和加密的進(jìn)行。干法振沖不用水，因此不存在泥漿的排出問(wèn)題，造孔時(shí)通過(guò)振沖設(shè)備的振擠作用，將土擠入周?chē)馏w中進(jìn)行加密，但由于振沖器潛水電機(jī)冷卻系統(tǒng)原因，干法振沖適用的土類(lèi)、制樁深度等均受到限制，因此國(guó)內(nèi)較少采用。

(2)按照地基土加密方式分類(lèi)，振沖法可分為振沖擠密和振沖置換兩類(lèi)。振沖擠密是指經(jīng)過(guò)振沖法處理后地基土本身強(qiáng)度有明顯提高。振沖置換則是指經(jīng)過(guò)振沖法處理后地基土強(qiáng)度沒(méi)有明顯提高，主要通過(guò)用強(qiáng)度高的碎(卵)石置換出部分原土體，從而形成由強(qiáng)度高的碎(卵)石樁柱與周?chē)馏w組成的復(fù)合地基，從而提高地基強(qiáng)度。

(3)按照填料形式不同，振沖法分成孔口填料和底部出料兩類(lèi)?？卓谔盍鲜侵甘显诘乇砻?，從振沖器導(dǎo)桿側(cè)壁與孔壁間填人孔內(nèi)。底部出料是指通過(guò)上料機(jī)構(gòu)將石料從地平面運(yùn)送至料艙，再?gòu)牧吓撨M(jìn)入導(dǎo)料管，最終直接進(jìn)入振沖器底部。

(4)按照施工環(huán)境分類(lèi)，可分為水上振沖施工法和陸上振沖施工法。顧名思義，水上振沖法是指在水面上設(shè)立振沖施工平臺(tái)，如方駁等，振沖起吊設(shè)備固定到平臺(tái)之上，水上振沖也分為孔口填料(一般為水下墊層法)和底部出料兩種施工工藝；陸上振沖法即是常規(guī)的用吊車(chē)起吊振沖設(shè)備在陸地上面實(shí)施的振沖工藝。

(5)按照振沖器的懸掛方式，可分為吊車(chē)懸掛、固定樁架懸掛等。按照振沖器的懸掛數(shù)量可分為單點(diǎn)、雙點(diǎn)、三點(diǎn)施工等。

振動(dòng)作用能有效地增加很濕至飽和狀態(tài)的非密實(shí)砂土的相對(duì)密實(shí)度。振沖法就是根據(jù)這個(gè)原理發(fā)展起來(lái)的一種深層地基處理方法。振沖法施工的主要設(shè)備是振沖器，它類(lèi)似于插入式混凝土振搗器，由潛水電動(dòng)機(jī)、偏心塊和通水管三部分組成。振沖器在吊機(jī)就位后，通過(guò)同時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)和射水泵，在高頻振動(dòng)和高壓水流的聯(lián)合作用下下沉到預(yù)定深度。然后進(jìn)行清孔，用循環(huán)水帶出孔中較稠泥漿。清孔后，就一邊向孔中逐段填入砂石料，一邊噴水振動(dòng)，使填料振搗密實(shí)。逐段填料振密，逐段提升振沖器，直至地面，從而在地基中形成一根較大直徑的密實(shí)的碎石樁體。

振沖器在砂土中振動(dòng)時(shí)，使其周?chē)娘柡蜕巴烈夯?。液化后的土粒在重力、上部土層覆蓋壓力以及填料的擠壓力作用下重新排列，土的孔隙比減小，從而增加了密實(shí)度。振沖擠密后，砂土地基不僅提高了承載力和變形模量，而且使砂土預(yù)先經(jīng)歷了人工振動(dòng)液化，提高了砂土的抗振能力；已形成的碎石樁，作為良好的排水通道，可使地基振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的孔隙水壓力消散。砂土地基振沖擠密的加固設(shè)計(jì)與擠密砂樁相同。

如果土中的黏粒含量超過(guò)總質(zhì)量的30%，則擠密效果顯著降低。對(duì)于飽和黏性土來(lái)說(shuō)，由于土的滲透性小，在振動(dòng)作用下產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力不易消散，因此擠密效果常不佳。但隨著樁孔處土的排出和碎石、砂的填充(置換)而在土中形成直徑較大的樁體，并與周?chē)耐凉餐M成復(fù)合地基。在復(fù)合地基中，碎石樁承受荷載后，產(chǎn)生徑向變形，并引起周?chē)ば酝廉a(chǎn)生被動(dòng)抗力。如果碎石樁得不到所需的側(cè)向抗力，則碎石樁的作用將降低。

1937年德國(guó)凱勒公司基于混凝土振搗棒原理，設(shè)計(jì)制造出具有現(xiàn)代振沖器雛形的機(jī)具，并首次用于處理柏林市郊一幢建筑物的粗砂地基，沒(méi)有外加填料。加固后地基承載力了，提高一倍多，相對(duì)密度由40%提高到80%。其后人們通常認(rèn)為這種有著魚(yú)雷狀外形，通過(guò)往復(fù)插入土體內(nèi)部，依靠自身產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)和擠壓加之輔以壓力水沖的“家伙”，可以振密和擠密砂類(lèi)土地基，在大量T程實(shí)踐的基礎(chǔ)上其有效性和經(jīng)濟(jì)性逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。20世紀(jì)40年代傳人美國(guó)，50年代被引進(jìn)到英國(guó)和法國(guó)，60年代在非洲得到應(yīng)用。20世紀(jì)50年代末、60年代初，英國(guó)、德國(guó)和美國(guó)相繼通過(guò)回填碎石等粗顆粒填料形成密實(shí)粗顆粒樁的方式又把這一技術(shù)拓寬到用于黏性土地基的加固處理，從而使得振沖法逐漸發(fā)展成兩大分支：一是不添加碎石等外加填料的無(wú)填料振沖法(國(guó)內(nèi)稱(chēng)之為振沖密實(shí)法)，二是添加碎石等外加填料的填料振沖法(國(guó)內(nèi)稱(chēng)之為振沖置換法或振沖碎石樁法)，其中前者主要用于中、粗砂等粗顆粒土的加固，而后者多用于細(xì)顆粒的黏性土加固。日本于1 957年引進(jìn)振沖法，因20世紀(jì)60年代經(jīng)歷新渴和十勝?zèng)_地震后，經(jīng)振沖處理過(guò)的砂基，其破壞情況遠(yuǎn)較沒(méi)有未經(jīng)處理砂基的破壞程度大，因而振沖法作為砂基抗震防止液化的有效措施而被進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

(1)振沖擠密法。振沖擠密法一般的施工順序如下：

1)振沖器對(duì)準(zhǔn)加固點(diǎn)。打開(kāi)水源和電源，檢查水壓、電壓和振沖器的空載電流是否正常。

2)沉入砂基。使振沖器以l1～2m/min的速度徐徐沉入砂基，并觀(guān)察振沖器電流變化。電流最大值不得超過(guò)電機(jī)的額定電流。當(dāng)超過(guò)額定電流值時(shí)，必須減慢振沖器下沉速度，甚至停止下沉。

3)當(dāng)振沖器下沉到在設(shè)計(jì)加固深度以上30～50cm時(shí)，需減小沖水，其后繼續(xù)使振沖器下沉至設(shè)計(jì)加固深度以下50cm處，并在這一深度上留振30～60s。

4)以1～2m/min速度提升振沖器。每提升振沖器30～50cm就留振30～60s，并觀(guān)察振沖器電機(jī)電流變化，其密實(shí)電流一般超過(guò)空振電流25～30A。記錄每次提升的高度、留振時(shí)間和密實(shí)電流。

5)關(guān)機(jī)、關(guān)水和移位。在另一加固點(diǎn)上施工。

6)施工現(xiàn)場(chǎng)全部振密加固完后，整平場(chǎng)地，進(jìn)行表層處理。

(2)振沖置換法。振沖置換法施工工藝流程：成孔→清孔→填料→振密。

(1)振沖施工可根據(jù)設(shè)計(jì)荷載的大小、原土強(qiáng)度的高低、設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)等條件選用不同功率的振沖器。施工前應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，以確定水壓、振密電流和留振時(shí)間等各種施工參數(shù)。

(2)升降振沖器的機(jī)械可用起重機(jī)、自行井架式施工平車(chē)或其他合適的設(shè)備。施工設(shè)備應(yīng)配有電流、電壓和留振時(shí)間自動(dòng)信號(hào)儀表。

(3)施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)事先開(kāi)設(shè)泥水排放系統(tǒng)，或組織好運(yùn)漿車(chē)輛將泥漿運(yùn)至預(yù)先安排的存放地點(diǎn)．應(yīng)盡可能設(shè)置沉淀池重復(fù)使用上部清水。

(4)樁體施工完畢后應(yīng)將頂部預(yù)留的松散樁體挖除，如無(wú)預(yù)留應(yīng)將松散樁頭壓實(shí)．隨后鋪設(shè)并壓實(shí)墊層。

(5)不加填料振沖加密宜采用大功率振沖器，為了避免造孔中塌砂將振沖器抱住，下沉速度宜快，造孔速度宜為8～10m/min，到達(dá)深度后將射水量減至最小，留振至密實(shí)電流達(dá)到規(guī)定時(shí)，上提0.5m，逐段振密直至孔口，一般每米振密時(shí)間約1min。在粗砂中施工如遇下沉困難，可在振沖器兩側(cè)增焊輔助水管，加大造孔水量，但造孔水壓宜小。

(6)振密孔施工順序宜沿直線(xiàn)逐點(diǎn)逐行進(jìn)行。