振冲法在土力学与地基基础中的应用

利用专门的振冲器械产生的重复水平振动和侧向挤压作用，使土体的结构逐步破坏，孔隙水压力迅速增大。由于结构破坏，土粒有可能向低势能位置转移，这样土体由松变密。加填料的振冲挤密法是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，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成孔，然后分批填以砂石骨料形成一根根桩体，桩体与原地基构成复合地基，以提高地基的承载力，减少地基的沉降和沉降差的一种快速、经济有效的加固方法。该法具有技术可靠、机具设备简单、操作技术易于掌握、施工简便、节省三材、加固速度快、地基承载力高等特点。

振冲法按加固机理和效果的不同，可分为振冲置换法和振冲密实法两类。前者适用于处理不排水、抗剪强度小于20 kPa的黏性土、粉土、饱和黄土及人工填土等地基。后者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黏土粒含量小于10%的粗砂、中砂地基。

1.机具设备

1）振冲器

宜采用带潜水电机的振冲器，其功率、振动力、振动频率等参数，可按加固的孔径大小、达到的土体密实度选用。

2）起重机械

起重能力和提升高度均应符合施工和安全要求，起重能力一般为80～150 kN。

3）水泵及供水管道

供水压力宜大于0.5 MPa，供水量宜大于20 m3/h。

4）加料设备

可采用翻斗车、手推车或皮带运输机等，其能力须符合施工要求。(https://www.xing528.com)

5）控制设备

控制电流操作台，附有150 A以上容量的电流表（或自动记录电流计）、500 V电压表等。

2.施工要点

（1）施工前应先在现场进行振冲试验，以确定成孔合适的水压、水量、成孔速度、填料方法、达到土体密实时的密实电流值、填料量和留振时间。

（2）振冲前，应按设计图定出冲孔中心位置并编号。

（3）启动水泵和振冲器，水压可用400～600 kPa，水量可用200～400 L/min，使振冲器以1～2 m/min的速度徐徐沉入土中。每沉入0.5～1.0 m，宜留振5～10 s进行扩孔，待孔内泥浆溢出时再继续沉入。当下沉达到设计深度时，振冲器应在孔底适当停留并减小射水压力，以便排除泥浆进行清孔。成孔也可采用将振冲器以1～2 m/min的速度连续沉至设计深度以上0.3～0.5 m时，将振冲器往上提到孔口，再同法沉至孔底。如此往复1～2次，使孔内泥浆变稀，排泥清孔1～2 min后，将振冲器提出孔口。

（4）填料和振密方法，一般采取成孔后，将振冲器提出孔口，从孔口往下填料，然后再下降振冲器至填料中进行振密（图9.2），待密实电流达到规定的数值，将振冲器提出孔口。如此自下而上反复进行直至孔口，成桩操作即告完成。

图9.2　振冲法制桩施工工艺

（5）振冲桩施工时桩顶部约1 m范围内的桩体密实度难以保证，一般应予挖除，另做地基，或用振动碾压使之压实。

（6）冬期施工应将表层冻土破碎后成孔。每班施工完毕后应将供水管和振冲器水管内积水排净，以免冻结影响施工。