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摘要：本文通过某水库泄洪闸消力池地基、高层建筑地基、路基实例分析，进一步阐述软基处理方法。在含水量高的软塑-流塑状的粘土层，受人工扰动的地层在用其它方法难以解决的情况下，用振动冲水法施工有显著优越性
关键词：软基；人工扰动地基；振动冲水法；应用
中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1003-8809(2010)-10-0199-02
引进振动冲水法对软基进行加固处理以来倍受同行关注，人们一直对该方法进行探索、应用，并取得了成功。尤其是在含水量高的软塑－流速状的粘土层、受人工扰动的地层在用其它方法难以解决的情况下用振动冲水法进行施工更显其优越性。如某水库泄洪闸消力池地基、高层建筑地基、路基等用振动冲水法进行加固。
1、振冲冲水法在扰动地基中的应用
1.1 地质情况
某水库泄洪闸消力池段地基采用振冲加固处理则是在下沉箱抽水过程中砂层和软土层受到人为扰动的情况下进行的。该段地层自上而下为：1)人工填土：密实度差，厚度在0.3-5.5m，分布连续。2)低液限粘土：黄色，可塑-软塑，厚度在0.8-1.9m之间，分布不连续。3)有机质低液限粘土：灰色，软塑，厚度小于6.3m。4)级配不良粗砂：灰色，含有机质低液限粘土夹层，厚度在1.5-8.3m之间。5)级配不良细砾：灰色，含有机质低液限粘土夹层，厚度在2.5m左右，分布连续。
该段受扰动土体与天然土体检测结果见表1。
由表1可见，受扰动土体标贯击数明显降低，土体紧密度严重下降。为了有效地提高地基承载力、砂体的相对密度，决定采用振动冲水法对其进行处理，并要求振后的复合土体平均标贯击数不低于8击，或土体的相对密度达到0.65以上。
同样，在承担此工作时国内尚无采用振动冲水法对受扰动土体进行加固处理的记载，为此，经过认真研究决定采用其额定电流IOOA，振动频率1450次／分，动力矩85.1N／m的55千瓦大功率振动器进行加固处理。设计1.5m孔距等边三角形布孔，振动加同深度11m，布可76个，后完成该工作量视加同效果很好又沿沉箱方向追加35个孔，振冲加同深度为8m，孔距改为1.8m。
因为是在扰动土体上施工，使工作时间大大加长，许多孔加密时间在60-90min；因土体疏松，为了提高加固效果，每次填料振密后提升30-50cm，在反复升降振动甚至达到加密电流。整个施工共加固面积约为400m2，平均每米填料量约0.71m?，平均每孔填料量达6.8m?，总用料量792m?。振后分别对单桩和桩间土进行了重(2)动力触探试验和标准贯入试验检测。检测结果见表2、表3。
从检测结果可以看到经振冲加固后的土体达到了设计所要求的指标。其中回填土层振后击数是振冲前击数的4.2倍，振后相对密度是振前的4.7倍；级配不良粗砂层振后击数是振前受扰动土体的3.3倍并超过了天然状态下的土体评价标准贯入击数，振后相对密度是振前的3.35倍，是未扰动的1.2倍。
该段检测也是在施工后立即进行的，桩和土未充分固结，故其实际值是高于检测计算值的。
2、振动冲水法在软基加固中的应用
2.1 地基地质情况。
例某楼高10-12层，长75.60米，宽12.5米。地基土层自上而下分为6层：1)杂填土：厚约0.3-1.2米。2)低液限粘土：可塑，上部黄褐色，下部黑灰色含有机质，厚度在1.2-5.1米。3)有机质土：深灰色，软塑－流塑，在主楼地基普遍分布，厚度2-4.5米，是主要振冲加固层。4)低液限粘土：可塑一流塑。灰色，厚度0-1.95米，含2-4厘米直径朽木。5)级配不良粗砂：砾含量15-50％，砾径一般在1-2厘米，最大4-6厘米，含较多泥质，厚度在2-6.6米。6)低液限粘土：软塑-流塑，同4层。
楼地基处理原设计采用混凝土预制桩，条形基础。桩基以上的有机质土等软弱层开挖后回填砂卵石约为3000m?分层压实。但在地基开挖过程中，有机质土性质很差，坍塌严重，如果继续开挖将危及周边工程，用振动冲水法加固处理方案。
2.2 应用技术
某高层建筑，最大设计荷载高达270KPa，要求振后复合地基承载力为300KPa。为了在这复杂的地质条件下能满足高标准的设计要求，在承担任务时选用了75kw大功率振冲器施工以提高紧密度。1.8m孔距等边三角形布孔。考虑到下部有软弱夹层，振冲加固深度由常规的8m增加到11m。为了满足应力扩散要求和减少基础下土的侧向变形，在基础外布置两排护桩。
整个工程共造桩598根，振冲加固面
积1550m2，加固土体体积13551m?，置换率为49％。为了检查和确定振冲加固效果，在振冲过程中分别做了单桩、桩间土和单桩复合地基静载试验并分别用几种方法来计算确定。
2.2.1 根据单桩复合地基允许承载力规定，如果基础宽度大于3m或深埋大于1.2m，基础底面允许承载力按下式计算：
式中R--基础底面地基土允许承载力
[R]—试验得到地基允许承载力
mB、roD—分别与土质有关的基础宽度和深度修正系数，取mB-3。mD=1.5
γ一基础底面以下土的天然密度，云新饭店取1.0
γp—基础底面以上土的加权平均密度
B—基础底面宽度，大于6m取6m
D—基础埋置深度(m)
按此方法计算得基础底面复合地基允许承载力为316KPa。
2.2.2 按碎石桩和桩间土载荷试验成果求得[R]后按上式求得R，基础底面允许承载力计算公式如下：
[R]复=[R]桩·n+[R]土(1-n)
式中，[R]桩——碎石桩允许承载力
[R]土——桩间土允许承载力
n——复合地基中碎石桩与土的比例，取1/3。
计算得出基础底面复合地基允许承载力为319KPa。
2.2.3 按用振冲法加固高压塑粘土载荷试验允许承载力按相对沉降S/B=0.03确定，得出基础底面地基允许承载力R为361KPa。
以上三种方法确定的基础底面以下允许承载力均满足设计要求。需要说明的是，上述几种方法确定的承载力是偏小的，因为试验实在振冲后立即进行的，桩和土都未得到充分固结，因而实际值是高于计算值的。
由以上两个在不同地层的典型实例中可以看到，如果地基不够坚固，为防止建筑后地基下沉拉裂造成建筑物不稳定等事故，需要对软地基进行处理，使其沉降变得足够坚固，提高软地基的固结度和稳定性至设计的要求。
采用振动冲水法对各种不同软基进行加固处理在技术上是行之有效的，经济效益是明显的，尤其是在一些复杂的地层条件下更能显示其优势。只要我们在今后的工作中不断总结经验，就不同的地质条件针对性地设计、施工，振动冲水加固法将会得到广泛的应用。
关键词：软基；人工扰动地基；振动冲水法；应用
中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1003-8809(2010)-10-0199-02
引进振动冲水法对软基进行加固处理以来倍受同行关注，人们一直对该方法进行探索、应用，并取得了成功。尤其是在含水量高的软塑－流速状的粘土层、受人工扰动的地层在用其它方法难以解决的情况下用振动冲水法进行施工更显其优越性。如某水库泄洪闸消力池地基、高层建筑地基、路基等用振动冲水法进行加固。
1、振冲冲水法在扰动地基中的应用
1.1 地质情况
某水库泄洪闸消力池段地基采用振冲加固处理则是在下沉箱抽水过程中砂层和软土层受到人为扰动的情况下进行的。该段地层自上而下为：1)人工填土：密实度差，厚度在0.3-5.5m，分布连续。2)低液限粘土：黄色，可塑-软塑，厚度在0.8-1.9m之间，分布不连续。3)有机质低液限粘土：灰色，软塑，厚度小于6.3m。4)级配不良粗砂：灰色，含有机质低液限粘土夹层，厚度在1.5-8.3m之间。5)级配不良细砾：灰色，含有机质低液限粘土夹层，厚度在2.5m左右，分布连续。
该段受扰动土体与天然土体检测结果见表1。
由表1可见，受扰动土体标贯击数明显降低，土体紧密度严重下降。为了有效地提高地基承载力、砂体的相对密度，决定采用振动冲水法对其进行处理，并要求振后的复合土体平均标贯击数不低于8击，或土体的相对密度达到0.65以上。
同样，在承担此工作时国内尚无采用振动冲水法对受扰动土体进行加固处理的记载，为此，经过认真研究决定采用其额定电流IOOA，振动频率1450次／分，动力矩85.1N／m的55千瓦大功率振动器进行加固处理。设计1.5m孔距等边三角形布孔，振动加同深度11m，布可76个，后完成该工作量视加同效果很好又沿沉箱方向追加35个孔，振冲加同深度为8m，孔距改为1.8m。
因为是在扰动土体上施工，使工作时间大大加长，许多孔加密时间在60-90min；因土体疏松，为了提高加固效果，每次填料振密后提升30-50cm，在反复升降振动甚至达到加密电流。整个施工共加固面积约为400m2，平均每米填料量约0.71m?，平均每孔填料量达6.8m?，总用料量792m?。振后分别对单桩和桩间土进行了重(2)动力触探试验和标准贯入试验检测。检测结果见表2、表3。
从检测结果可以看到经振冲加固后的土体达到了设计所要求的指标。其中回填土层振后击数是振冲前击数的4.2倍，振后相对密度是振前的4.7倍；级配不良粗砂层振后击数是振前受扰动土体的3.3倍并超过了天然状态下的土体评价标准贯入击数，振后相对密度是振前的3.35倍，是未扰动的1.2倍。
该段检测也是在施工后立即进行的，桩和土未充分固结，故其实际值是高于检测计算值的。
2、振动冲水法在软基加固中的应用
2.1 地基地质情况。
例某楼高10-12层，长75.60米，宽12.5米。地基土层自上而下分为6层：1)杂填土：厚约0.3-1.2米。2)低液限粘土：可塑，上部黄褐色，下部黑灰色含有机质，厚度在1.2-5.1米。3)有机质土：深灰色，软塑－流塑，在主楼地基普遍分布，厚度2-4.5米，是主要振冲加固层。4)低液限粘土：可塑一流塑。灰色，厚度0-1.95米，含2-4厘米直径朽木。5)级配不良粗砂：砾含量15-50％，砾径一般在1-2厘米，最大4-6厘米，含较多泥质，厚度在2-6.6米。6)低液限粘土：软塑-流塑，同4层。
楼地基处理原设计采用混凝土预制桩，条形基础。桩基以上的有机质土等软弱层开挖后回填砂卵石约为3000m?分层压实。但在地基开挖过程中，有机质土性质很差，坍塌严重，如果继续开挖将危及周边工程，用振动冲水法加固处理方案。
2.2 应用技术
某高层建筑，最大设计荷载高达270KPa，要求振后复合地基承载力为300KPa。为了在这复杂的地质条件下能满足高标准的设计要求，在承担任务时选用了75kw大功率振冲器施工以提高紧密度。1.8m孔距等边三角形布孔。考虑到下部有软弱夹层，振冲加固深度由常规的8m增加到11m。为了满足应力扩散要求和减少基础下土的侧向变形，在基础外布置两排护桩。
整个工程共造桩598根，振冲加固面
积1550m2，加固土体体积13551m?，置换率为49％。为了检查和确定振冲加固效果，在振冲过程中分别做了单桩、桩间土和单桩复合地基静载试验并分别用几种方法来计算确定。
2.2.1 根据单桩复合地基允许承载力规定，如果基础宽度大于3m或深埋大于1.2m，基础底面允许承载力按下式计算：
式中R--基础底面地基土允许承载力
[R]—试验得到地基允许承载力
mB、roD—分别与土质有关的基础宽度和深度修正系数，取mB-3。mD=1.5
γ一基础底面以下土的天然密度，云新饭店取1.0
γp—基础底面以上土的加权平均密度
B—基础底面宽度，大于6m取6m
D—基础埋置深度(m)
按此方法计算得基础底面复合地基允许承载力为316KPa。
2.2.2 按碎石桩和桩间土载荷试验成果求得[R]后按上式求得R，基础底面允许承载力计算公式如下：
[R]复=[R]桩·n+[R]土(1-n)
式中，[R]桩——碎石桩允许承载力
[R]土——桩间土允许承载力
n——复合地基中碎石桩与土的比例，取1/3。
计算得出基础底面复合地基允许承载力为319KPa。
2.2.3 按用振冲法加固高压塑粘土载荷试验允许承载力按相对沉降S/B=0.03确定，得出基础底面地基允许承载力R为361KPa。
以上三种方法确定的基础底面以下允许承载力均满足设计要求。需要说明的是，上述几种方法确定的承载力是偏小的，因为试验实在振冲后立即进行的，桩和土都未得到充分固结，因而实际值是高于计算值的。
由以上两个在不同地层的典型实例中可以看到，如果地基不够坚固，为防止建筑后地基下沉拉裂造成建筑物不稳定等事故，需要对软地基进行处理，使其沉降变得足够坚固，提高软地基的固结度和稳定性至设计的要求。
采用振动冲水法对各种不同软基进行加固处理在技术上是行之有效的，经济效益是明显的，尤其是在一些复杂的地层条件下更能显示其优势。只要我们在今后的工作中不断总结经验，就不同的地质条件针对性地设计、施工，振动冲水加固法将会得到广泛的应用。