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振冲法处理地基的原理及其工程应用综述
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刍议振冲法加固地基的应用
振冲法在国外30年代就已经开始用于加固松散砂土地基,50年代就已经开始用于加固软枯土地基,目前不仅有水冲振动,而且有气冲振动。我国于70年代试验成功,在成都地区应用也有十年之久,由于其具有施工方便、效率高、成本低、节约“三材”等优点而得到推广为提高并完善振冲技术,大力推动振冲技术在成都地区的发展,本文针对近几年来成都地区振冲加固设计、施工和加固效果的工程实际资料进行了综合分析。但由于工程实际资料地区和数量的局限性,故本文的结论,仅供实际工作中参考。
1 振冲碎石桩的加固原理
振冲法是用具有强大水平振动力的振冲器,迫使土体由中心向四周挤出,填粗骨料后又用振冲器经过挤密或振密形成碎石桩体。当土体为砂土或粉土,在侧向挤出时,受到瞬时的振动力,使振冲孔周围的孔隙水压力迅速升高,颗粒处于运动状态,产生振动液化,液化后的土颗粒在重力、上覆土压力以及填料的挤压力作用下重新排列,使孔隙减小,而成为较为密实的砂土地基。因此, 振冲法是利用砂土的振动液化原理而实现加密效果的。砂土的振动液化在特定条件下与加速度的大小有关,同时还取决于上覆土压力、砂的密实特性、砂的渗透性、边界排水条件以及振动的持续时间或次数,最有效的压实是当砂层的自振频率接近振动频率时,即产生共振,使碎石填料向四周挤密或振密达到提高地基土承载力的目的。
对于软粘性土,由于渗透性小,土中水不易排走,当受到水平方向振动力时,形成的瞬时超孔隙水压力使土体处于塑性变形状态,振入的碎石填料主要起到置换作用,形成复合地基桩的刚度要比土大,地基中的应力按材料变形模量进行重分布,因此大部份荷载将由振冲桩承担,振冲桩承受荷载后,产生径向变形,并引起周围的粘性土产生被动抗力,如果粘性土的强度过低,不能使桩得到所需要的径向支持力,那么就达不到加固的目的。
2 成都地区地基特性
成都平原为岷江水系形成的一系列第四系冲洪积扇,由于沉积时水动力条件不一致和运动方式存在极大的差异性,导致砂土、粉土、软粘性土及卵石层无论是厚度、埋深、密实程度及物质组成变化极为复杂,均匀性差。上部土层为粉土、砂土及枯性土,下部为卵石层,卵石层顶板埋深一般2.50～6.00m,土层的容许承载力一般为110～160kPa,卵石层的容许承载力一般为280～450kPa,对一般建筑物(单位荷载为200～2500kPa)基础持力层不得不采用卵石层,而卵石层变化大,均匀性差,密实程度变化复杂, 给设计及施工质量控制(桩基)带来困难,施工费用高,而振冲法加固地基具有节约三材, 施工简便, 费用低,故在成都地区发展较快。
3 加固设计与加固效果的检测
振冲法加固应以基础形状、尺寸及地基土力学性质特点等为设计依据,地基
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振冲法有哪些加固机理？
加固机理：
（1）置换作用
& & &对中细砂、粉土和软弱粘性上采用振冲法加固时，通过在地基中重复填料和振密，从而在地基中形成一个大直径的密实桩体。所形成的桩体与土组成复合地基。此时桩体主要起到置换作用。
（2）挤密作用
& & &对中细砂和粉土除置换作用外还有振实挤密作用，在这几类土中施工都要在振冲孔内加填碎石(或卵石等)问填料，制成密实的振冲桩，而桩间土则受到不同程度的挤密和振密，桩和桩间土构成复合地基，使地基承载力提高，变形减少，并可消除土层的液化。
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振冲法地基加固处理有哪些范围？
振冲桩处理范围应根据建筑物的重要性和场地条件确定，当用于多层建筑和高层建筑时，宜在基础外缘扩大1～2排桩。当要求消除地基液化时，在基础外缘扩大宽度不应小于基底下可液化土层厚度的1/2。
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