呂小明

摘要：水利工程施工中，常會(huì)遇見松散砂土，而松散砂層不能滿足絕大多數(shù)建筑對(duì)地基承載力的要求，因此必須對(duì)其處理。本文探討了幾種常見的砂層地基處理方法。

關(guān)鍵詞：松散砂層；地基；水利工程

一、強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法處理液化砂土地基相對(duì)于其他處理方法是一種行之有效并且是比較經(jīng)濟(jì)高效的加固方法，強(qiáng)夯法又稱動(dòng)力固結(jié)法，它是法國(guó)L.Menard于20世紀(jì)60年代末首創(chuàng)的一種地基加固方法，我國(guó)于1975年開始介紹和引進(jìn)強(qiáng)夯法技術(shù)，并于1978年年底開始在工程中試用。其原理是用幾噸或幾十噸重錘從高處落下，反復(fù)夯擊地面，這種強(qiáng)大的夯擊能在地基中產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，并向地基縱深方向傳播，使淺層和深處的地基土的骨架不同程度地被迫壓縮或顆粒重新排列而密實(shí)固結(jié)，從而提高地基土的強(qiáng)度并減輕或消除其液化性。強(qiáng)夯法設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、節(jié)省勞力，工期短、節(jié)約材料、施工費(fèi)用低。處理砂層效果尤其好。

強(qiáng)夯法的施工過程：(1)開挖土方至基礎(chǔ)標(biāo)高，并清除現(xiàn)場(chǎng)所有耕土或雜填土，超挖部分采用現(xiàn)場(chǎng)級(jí)配細(xì)砂回填。(2)平整場(chǎng)地，根據(jù)夯點(diǎn)設(shè)計(jì)圖放點(diǎn)。(3)強(qiáng)夯機(jī)就位，使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置。(4)測(cè)量夯前錘頂標(biāo)高。(5)將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底整平。(6)按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊遍數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊。(7)重復(fù)步驟(1)～(3)，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊。(8)夯坑用推土機(jī)推平場(chǎng)地。(9)最后用低能量滿夯，將場(chǎng)地表層土夯實(shí)，并測(cè)量夯后場(chǎng)地標(biāo)高。

二、深層攪拌法

深層攪拌是利用深層攪拌機(jī)械進(jìn)入砂土地基內(nèi)，邊鉆邊往沙層中噴射漿液，同時(shí)借助于攪拌軸旋轉(zhuǎn)攪拌使噴人軟土中的漿液與砂土充分拌合在一起，形成抗壓強(qiáng)度比天然土高很多并具有整體性、水穩(wěn)性的樁柱體，由若干根此類樁柱體和樁周土構(gòu)成復(fù)合地基。采用深層攪拌處理后，地基承載力特征值可達(dá)到180～200kPa。

深層攪拌法施工過程：(1)定位。攪拌機(jī)械安裝完畢后，將掛鉤勾住行走管兩端，開動(dòng)絞車移動(dòng)深層攪拌機(jī)到達(dá)指定樁位并對(duì)中，如地面起伏不平時(shí)，應(yīng)先平整或加枕木墊于行走管下面，使設(shè)備保持水平，攪拌軸保持垂直狀態(tài)，一般對(duì)中誤差不宜超過5.0cm，鉆桿垂直度偏差不超過1％。(2)預(yù)攪下沉。啟動(dòng)攪拌機(jī)電機(jī)，放松起重機(jī)鋼絲繩，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉，下沉的速度可由電機(jī)的電流監(jiān)測(cè)表控制(工作電流≤70A)。施工時(shí)若遇硬土層預(yù)攪速度太慢時(shí)，按施工規(guī)范要求，適當(dāng)帶水鉆進(jìn)，穿過硬土層后立即停水。(3)制備泥漿。嚴(yán)格按試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行配料投料，水泥摻入量為15％，按水灰0.5拌制漿液。在投料過程中，開動(dòng)拌合機(jī)不斷進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間不少于3分鐘，攪拌均勻后進(jìn)行送料。如有特殊原因需停止送料，應(yīng)不斷開動(dòng)拌合機(jī)攪拌，以防漿液離析。(4)提升噴漿攪拌。攪拌頭下沉到設(shè)計(jì)深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓人地基中，邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)，同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)確定的提升速度提升攪拌頭。提升速度用慢擋。(5)復(fù)攪下沉與提升攪拌頭提升至設(shè)計(jì)加固深度的頂面標(biāo)高時(shí)，集料斗中的水泥漿應(yīng)正好排空。為使軟土和水泥漿攪拌均勻，可再次將攪拌頭邊旋轉(zhuǎn)邊沉入土中，至設(shè)計(jì)加固深度后，再將攪拌頭提升出地面。由于攪拌樁頂部與上部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)或承臺(tái)接觸部分受力較大，因此應(yīng)對(duì)樁頂1.0－1.5m范圍內(nèi)再增加一次輸漿，以提高其強(qiáng)度。(6)清洗向集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中的殘存的水泥漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈，檢查其是否損壞、磨損，若有損壞或磨損較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換或焊接維修。

三、振沖法

振沖工藝主要包括振沖成孔和倒入孔內(nèi)碎石的密實(shí)。成孔多采用橢圓形振沖器。振沖器內(nèi)有帶有高功率電機(jī)，振沖器頭部為菱形，尖端有高壓出水口連接至外部水泵，通過高壓水的沖擊力和本身自重及振沖力將地基沖開：成孔同時(shí)高壓水將土和砂帶出排至蓄水池處理，逐段施工直至一定的深度。成孔時(shí)，孔內(nèi)粘土、砂及其它成分除被高壓水帶出孔外，其余部分在振沖器的水平振動(dòng)作用下擠入孔周圍的土體中起加固孔壁的作用。成孔以后將振沖器拔出，倒入碎石，用振沖器將碎石振動(dòng)帶入孔內(nèi)：由于碎石逐漸密實(shí)，振沖器存在1個(gè)密實(shí)電流，一旦達(dá)到密實(shí)電流，振動(dòng)電機(jī)從振動(dòng)到不振動(dòng)開始衰減直至電機(jī)停機(jī)。

施工前先擬定檢測(cè)和監(jiān)測(cè)方案，方便施工控制。通過對(duì)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)典型施工試驗(yàn)結(jié)果的分析來確定其它區(qū)域施工的控制參數(shù)。

施工過程：(1)清理整平場(chǎng)地。測(cè)量人員標(biāo)出場(chǎng)地位置，合理布置樁位。樁位布置成正方形。(2)振沖器對(duì)準(zhǔn)樁位。選用高功率振沖器；根據(jù)地質(zhì)資料，設(shè)置地面下樁深度。(3)啟動(dòng)水泵和振沖器。使振沖器徐徐沉入土中，直至達(dá)設(shè)計(jì)的深度；記錄振沖器經(jīng)各深度的電流值和時(shí)間。提升振沖器至孔口；重復(fù)上述步驟1～2次，使孔內(nèi)泥漿變稀，然后將振沖器提出孔口。(4)向孔內(nèi)分批倒人填料及振密。選用直徑3～8cm、含泥量小于5％的碎石作為填料；將振沖器沉人填料中進(jìn)行振密，此時(shí)電流隨填料的密實(shí)而逐漸增大，電流必須超過規(guī)定的密實(shí)電流；若電流達(dá)不到規(guī)定值，應(yīng)向孔內(nèi)繼續(xù)加填料，振密，并記錄這一深度的最終電流量和填料量：將振沖器提出孔口，重復(fù)上述步驟繼續(xù)制作上部的樁段。自下而上分段制作樁體，直至孔口。(5)移樁位繼續(xù)施工。待形成區(qū)域后，將場(chǎng)地清理，并對(duì)已成樁區(qū)域做標(biāo)識(shí)。