港口工程建设中的振冲砂施工技术

杨磊

摘 要：振冲法被广泛应用于港口工程加固软土层施工当中，文章结合某港口工程项目，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。

关键词：港口工程 振冲密实法 振冲成孔 填料

振冲法的主要原理就是将振冲器自身的产生的振动以及挤密产生的力，以此让原本较软的砂土地基有所稳固。另一种效果就是通过将地基的碎石桩进行加固来达到加固软土地基的作用。此种方法又名振动水冲法。

1.工程概况

某港口工程采用连片式布置，总长238.55m，码头前沿设计底高程-7.3m，码头面高程+l0.0m。码头平台基础为10～100kg抛石基床和10～500kg抛填块石，基础持力层为粘土层、粉质粘土层、残积粘土层、含泥碎石、全风化花岗岩层及强风化花岗岩层，抛石基床厚3.8～24.6m，基床顶高程为-7.3m。

2.振冲法的特点

振冲法拥有其他传统施工方法不可比拟的优点，主要应用在土壤粘性的地基当中，采用振冲法可以实现地基土壤的置换作用.振冲法的优点所在就是可以在用振动器在土层中开始工作的同时逐段填入新的碎石或土壤，两者结合起来可以改善软土地基，增加地基的密实程度[1]。针对一些砂性地质的土壤来说，此方法就是利用振动器的作业对土地起到挤密的作用，此施工方法根据其工作原理可称之为振冲挤密。深层次来说其具体步骤有两步，都是针对砂质的土壤进行的：（1）先让砂层达到饱和效果；（2）将该工艺产生的一些孔隙利用水平振动的作用变小，变得更加紧实。

3.地质分析及工艺选择

振冲密实技术进行详细的介绍如下，先选取位置，再进行压实工作。因为该技术所产生的振动效果，加上饱和度的作用，会对地基中存在的较深的砂粒的位置产生深度的影响甚至发生改变，最终的效果都是让地基更加紧实。此技术最适宜在含有细微材料的地质，且粘土含量<2%中的地基中使用。

在开始施工前，要先了解地基的土质情况，进行具体的勘测工作时，发现其中有两种主要材质：（1）一些细微材料；（2）少量淤泥。针对此种地质，进行密实作业中会产生非常好的效果。为了让整个工程达到更好的效果，针对此地质便开始实行振冲密实技术。

4.施工具体流程

4.1地基处理深度

确定该技术所施展的具体位置时，是一个比较复杂的工序，要依据回填料的厚度、地质深度等一系列的条件进行计算，深度约在8m处最为合适。施工方案中有如下几点，填土工作要在地下+4m以下的层土进行，而且整个施工采用振冲密实技术。一般情况下，经历以上步骤后，土质的厚度会发生5%～10%的减小现象。

在该过程中所用工具及技术参数为：履带吊的型号为50T，振冲机械利用到的是功率为132KW的ZCQ-132B。进行振点的相关布置时先注意是双振点，其次以2.5m的等边三角形为基础进行布点。

4.2振冲施工方法选用

依据施工流程的不同将振冲成孔的具体阶段进行分类，有排孔、跳打、围幕三种方式。

（1）排孔法：将地基依据之前设计好的位置进行打孔工作，打孔要按顺序进行，由此确认每个孔位都进行打孔作业，对整个施工作业起到了良好的辅助作用。但是要注意不能将孔打的太密，因为这样做会导致后续的打孔工作很难开展，出现偏移。

（2）跳打法：即不按顺序打孔，在相间隔的进行打孔。这种方法可以让振冲效果明显，可是缺点是会发生漏打现象。

（3）围幕法：利用到的是由外及里的方式进行打孔，最后汇集到中心的打孔方式。此方法也是隔圈开展工作，此方式的优点是降低其他孔的打孔工作产生的对另外的孔的负面影响。此方法适宜较大工程。

以上方法选择时要结合实际进行，因为本工程中涉及作业面范围比较狭长，所以利用排孔法较为合适。

4.3振冲成孔

此环节中，为了保证施工质量，振冲器进行工作的时候要垂直施工，要注意保持设备需保持在水平位置不倾斜的情况下作业。该过程中，为了防止喷嘴堵塞现象的发生，要让喷嘴一直处于水流状态。

4.4振冲填料密实

填筑的过程中，先将振冲器进行向上位移，再从孔周围向下填料，与此同时保持设备是处于工作状态。其目的是为了让地基的下半部分更加密实稳定。之后将振动器再向上位移0.5m，继续之前的工作，完成全部的填料。具体如图1所示。

在该过程中地面标高因为振动的影响，会出现偏移，导致地面出现凸凹现象。为了缓解这一现象的发生，事后要利用铲车进行地面处理。

4.5试验检验

根据方案可知，施工过程中，测试相应的承载力时其基础是在2500m2地基。进行具体的测试之后，在7个工作日内，要依据专业人员进行再次的位置测试。该试验要求如下所示：

（1）负荷施加压力值，最大值需时压力的2倍，将承载压力设置为300kN/m2。递增过程依据最大负荷的20%进行。

（2）荷载增加，要循序进行，地基下沉的速度<0.25mm/h。

（3）加载试验区域的最小横向宽度≥1.0m。

（4）验收标准：若所施加设计值1.5倍荷载的时候，地基出现的下沉<25mm；另一个标准是形成了>20000kN/m3的反力模量。

整个工程利用振冲密实技术后，依据相关的标准进行核查，得出此时地基具体的承载力等相关数值，经检验，满足设计要求。

5.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，调料工作要在产生位移的振冲器之后进行。要注意，因为这时孔中存在传力介质，会让整个地基的密实效果更加显著。若地质以中粗砂為主，产生位移的振冲器会导致孔壁发生大几率的坍塌意外，此时不需要进行调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，因为此时会出现地下1m处的土质的承载力不达标的问题，为了解决该问题，可以选择进行紧急压紧工序。

此工程设计具体要求，巧击不能大于标贯击数。根据相应的测试结果可知，其是完全符合的，因为单孔击数的最小平均值都是>15击的。

6.结语

本文具体结合了一个工程实例，对于振冲法的相关工艺在港口中的具体应用进行了详尽的分析。也是对该技术的一个发展完善的过程。振冲法的应用价值十分大，在港口工程或者其他水下工程中都有自己的价值。

参考文献：

[1]徐翔，李清鹏.振冲砂施工技术在港口工程中的应用[J].珠江水运，2019（10）：99-100.

[2]李继才，丛建，曹军.振冲法加固砂土地基工艺选择及施工参数控制[J].水运工程，2018（10）： 197-202.

[3]熊祥俊.振冲加固技术在港口地基处理中的应用[J].山西建筑，2017（25）：87-88.