天津深基工程有限公司 天津市 300222
摘要：近年来，我国的港口工建设越来越多，在港口工程建设的过程中，振冲砂施工技术有了很大进展。振冲法被广泛应用于港口工程加固软土层施工当中，文章结合港口工程项目，以振冲法为研究对象，阐述其施工特点以及工艺流程，其中涉及地基处理、施工方法选择、振冲成孔、填料密实等内容，并提出试验检测以及质量控制措施，希望为相关工程提供参考。本文详细阐述该方法在港口建设中的实际应用。
关键词：振冲密实法；振冲成孔；港口工程
引言
振冲法，此种方法又名为振动水冲法。其主要原理就是在需要密实处理的软土地基范围内通过利用振冲器自身的产生的振动以及挤密产生的作用力，以此让原本较软的砂土地基有所稳固；另一种就是通过振冲器振动成孔并将碎石作为回填料振密，形成碎石桩将地基进行加固来达到加固软土地基的效果。
1振冲施工方法分类
振冲施工工艺中的振冲成孔阶段根据施工流程可以分为三种：排孔法、跳打法、围幕法。
排孔法是从目标地基的一端开始，按照布置好的点位逐个打孔，这样能够确保每个孔位都进行打孔操作，对顺利进行施工比较有利；但是如果孔位过于密集时，后打的孔位就很难准确控制，从而产生倾斜和移位。
跳打法就是在同一排打孔时，每间隔一个孔位打一个孔，再进行第二遍打孔，这样对孔的影响较小，能够确保良好的振冲效果；但是这个方式施工时容易对某些孔位造成遗漏，因此施工时要认真仔细，根据桩位布置图逐个打设完成。
围幕法就是打孔时先从外围开始，然后逐渐向中心区域靠近，并且打孔时也是要隔圈进行，这种方式能够有效地降低振冲能量扩散对其他孔位的影响，具有良好的振冲效果，且与正常逐排顺序打设处理的地基相比需要打设的孔数也能减少10%-15%，节约了工期和成本。该方法常用于大范围的施工，但施工过程中需要注意的是，要确保打孔的全面性以及打孔的精确性。
2振冲工艺的地质适用性
振冲密实技术最适宜用在含有细微材料的地质。因为该技术可以通过向土体注水使土体迅速增加至饱和状态，一方面向土体喷射的高压水可以破坏原有地基的稳定结构，另外一方面通过振动器所产生的振动效果，使周围的饱和土体发生液化，液化后的土体颗粒在自重和上层土体坍塌的压力作用下发生重新排列，孔隙率减小了，土体就密实了，承载力自然也就提高了。另外，土体通过人工振动液化处理，也提高了土体的抗震性能，对处理液化区域有着显著的效果。
3施工应用实践
3.1地基处理工艺的选用
按照工程的要求，需要对海边一片新吹填完成的区域进行地基处理。在地基处理开始施工前，进行了具体的勘测工作，通过对该区域地基土质情况进行研究，发现地表以下厚度6m的范围内为新吹填的海沙（其中有两种主要材质：①细微颗粒；②少量淤泥），6米以下为原状的海底平面。针对此种地层情况，经分析，结合理论与多年的工作经验可知，选用振冲密实地基加固处理技术对新吹填的地层进行施工作业，松散的土质在进行振动密实后会产生很好的加固效果。
3.2造孔
移动钻机使振冲器中心对准设计桩位。对中后先开水泵，振冲器出水口喷水后，再启动振冲器，开始造孔。吊机下放振冲器，使其贯入土中（<2m/min速度下沉），每成孔1米记录造孔电流、水压及造孔时间；造孔过程中始终保持振冲器呈悬垂状态，以保证垂直成孔。当造孔电流值超过电机额定电流时，减速或暂停振冲器下沉或是上提振冲器，待电流值下降后再继续向下造孔。孔口不返水时，则加大供水量，在振冲器导杆外增加一条供水管线，另加一台水泵进行补水。当造孔孔深达到设计深度上0.3m~0.5m时，减小供水量，避免破坏孔底原状基土，重复提升1~2次，以保证振冲器能顺利下放和填料通道畅通。
振冲桩位应按施工图纸要求测放，孔位偏差控制在以下标准范围内：（1）振冲器喷水中心与孔径中心偏差不大于0.05m；（2）成孔中心与定位中心偏差不大于0.1m；（3）桩顶中心与定位中心偏差不大于桩孔直径的0.2倍。
3.3振冲填料密实
振冲器提升一段距离后，从孔的周围向下填料，在填料下落的同时设备继续振动，这样边填料边振动，直到下部地基紧实。然后再将设备提升0.5m，重复上一阶段的作业，直到全部深度的地基被填实。该阶段的填料应当不间断的向孔内供应，直到施工要求的高度。由于受到振动的作用，地面标高肯定会出现一定程度的降低，导致地面的不平顺，所以在振冲结束后还要利用推土机进行地面处理，确保标高一致。
3.4密实度控制
严格控制每段砂桩的留振时间，正常在30s；严格控制留振电流，正常为40-50A；严格控制冲水量，确保冲水充足；严格控制每桩实际用砂量，确保充盈系数。成桩达到规定的静置时间后采用标贯试验对砂桩进行密实度检测，检测频率为砂桩总量的2%，随机抽查砂桩的连续性和完整性。
3.5现场检查与检测
①在查验施工记录基础上进行如下检查：实地测量桩位、桩长、桩径，对偏桩、漏桩采取有效的补救措施；必要时进行现场开挖，查验桩径、填料、密实度。查验结果发现局部桩头部位有缺陷，经复打、补桩等措施达到设计要求。②现场测试。采用灌砂法或环刀法进行现场的密实度测试，也可用标贯和静力触探进行测试。现场测试时，检测点选择有代表性的或土质较差的部位。测点放在桩与桩中心或振冲点与振冲点的中间处。
4施工质量控制
水量的控制以及对于振冲时间的把握就是工程施工的关键所在。这是因为前者对于地基所含的砂土发生明显的液化现象，只要水量合适即可。对后者进行精准掌控的话，会在砂土液化完毕后，进行重新的内部结构排列，以此让地基的密实性增强。当然针对不同的地基，所进行的施工当然也会存在不一样的地方。若地质以粉细砂为主，投料工作要在振冲器造孔成功且提升一定距离之后进行。这时孔中存在排水介质，会让整个地基的密实效果更加显著。若地质以中粗砂为主，工作中的振冲器会导致孔壁发生大几率的坍塌，此时不需要再进行投料就可以让地基更加密实。若地质中是比较厚的干砂时，为了施工的方便，可以先选择进行补水工作，让砂土处于饱和状态。
完成了振冲作业之后，因为此时常会出现地表以下1m处的土层的承载力不达标的问题，为了解决该问题，可以选择压路机进行碾压。根据此工程设计具体要求，不能小于标贯击数。根据后期的检测结果可知，其处理结果是完全符合要求的。
结语
综上所述，振冲桩是进行软土地基处理最常用的方法之一，具有施工简便、投资省、施工进度快、避免大开挖和深基坑等优点。上世纪70年代以来，振冲桩在国内港口、交通、建筑等行业地基处理中得到了广泛的应用。受振冲器和施工水平的限制，在中等密实和稍密实的砂卵砾石地基中使用较少。近年来随着振冲器生产技术和施工技术水平的不断积累，振冲碎石桩复合地基在越来越多的在砂卵砾石地基中使用。振冲桩处理后的复合地基提高了地基承载力，加快地基固结并减少了地基沉降，在沿海工程的砂卵砾石地基中可结合地质及施工条件推广使用。
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