振冲法加固粘性土砂土互层地基
工程概况
该建筑面积59000m²。主要车间厂房较高，结构形式复杂，对地基的承载力要求在180kPa 以上，对不均匀沉降较为敏感。
厂区上层土为第四纪河流堆积而成，勘察表明，基础荷载影响范围内的十为粘质粉土、粉质粘土、粘土及粉、细砂层，土层分布不均。变化较大。十质较软，承载力为100~120kPa.。对 15m 深度范围内的粉、细砂层及粘质粉土进行判断，不同程度地存在着地震液化的可能性。在这种复杂的地质条件下，经过多种地基处理方案比较，决定对全厂主要生产车间的地基来用振动水冲法进行处理。4.4.2工程地质条件
内蒙古陕坝糖厂位于狼山以南、黄河以北的河套平原，为河流冲积地貌，土质为第四纪冲积而成的粘性土层和粉细砂层，场地地形平坦，地势低洼，地下水位一般位于地表下0.5～1.5m。场地地震烈度为8 度。
场区内的土大致分为两类，上部8m左右为粘性土层，粘质粉士、粉质粘土和粘十呈交互层状分布，厚薄不一，分布无明显规律。下部为粉细砂层。32m. 钻孔仍未钻穿此层。各土层的承就力标准值分别为;粘质粉土层，100～120kPa;粘土、粉质粘土层、120~150kPa;粉砂、细砂层，100~150kPa。勘察范围内的饱和粘质粉土和粉砂、细砂层的液化深度一般在 8～13m 以内，个别地段到 15m。其液化程度多为中等。局部达到严重程度
土层主要物理力学指标见表4-8。
设计计算
一、主要车间结构概况
动力车间∶钢筋混凝土框架、排架结构。21m钢屋架。厂房基础为十字交叉梁基础和条基，最大单柱荷载为5000kN，钢炉基础、汽轮机基础下为片筏形式。厂房基础基本满布，基础埋深在天然地面下 0.5m，占地面积为 3000m²左右。
制糖车间∶钢结构，单独柱基础，最大单柱荷载为 6000kN，柱网为6.0m×5.4m，厂房中间高两边低，下弦最高处为 28m。基础埋深0.5m，占地面积为3500m2²。
渗出车间;钢筋混凝土单层工业厂房，占地面积2500m2。
烟囱;60m 高砖烟肉。基础理深在天然地面下 2.0m。占地 200m2。各厂房平面位置参见图4-17。
二、地基加固方案
根据初勘资料，提出强夯、桩基和振冲法三个地基处理方案。强夯法由于加固深度不能满足，且对于粉质粘土这种处于流塑状态的土尚无把握，所以在未进行现场试夯之前不能随便使用。桩基是较为稳妥的方法。但具外理费用高。目工期长。也不官采用.
采用振动水冲法加固场地，能满足抗地震液化和提高地基承载力的要求。场址位于空旷平原上，排污容易，且加固深度内无卵石、砾石层等阻碍施工的土层存在，石料采集点离现场较近。有莉于振冲法的施工。 与前两种方法相比，振冲法谐价低、 工期省，能满足工程要求。另外，陕坝糖厂地质条件为上部粘性土、下部砂性土，且各层土厚薄不均、软硬不同，振冲法施工将通过填料的挤密过程和碎石桩柱体的排水性能，提高粘性土地基的承载力，减小建筑物的不均匀沉降，消除加固深度范围内粘质粉土和粉细砂土的液化。根据加固原理分析，采用碎石桩加固地基方案是合适的。
三、布桩方案
通过试桩区碎石桩和天然地基的载荷试验表明，当碎石桩置换率达 22%时，本场地复合地基的承载力标准值为180kPa 以上，对于大面积加固的厂房区，由于振冲能量相互叠加的影响，厂房地区经加固后的地基承载力必然比试验区还高。通过计算可知，当置换率为 22%时，三角形布桩，桩间距为1.6m;正方形布桩，桩间距为1.5m。
制糖车间为框架柱基，布桩按柱基础型式进行。设计中考虑到基础尺寸不一，基础下布桩在满足置换率的前提下，间距上略有变化。布桩型式多为正方形，少量为梅花形。在各柱基础之间空隙处适当布置一部分碎石桩。
动力车间为十字交叉梁基础和条基，设备基础为片筏基础，厂房基础与设备基础间空隙处较少，碎石桩按满堂布置，选用三角形布桩。对于汽轮发电机基础，碎石桩间距改为1.4m;以减小振动力对地基的影响。
石灰窑乳化等车间厂房为条基，条基下按梅花型布桩，并尽量把桩布置在墙转角处和构造柱下，设备基础下按基础型式以正方形和梅花型布桩。
为满足抗地震液化，在部分基础下最外侧桩一半露出在基础外侧，起支承和排水双重作用。考虑到建筑物的重要程度，在基础外侧设置了一至两排保护桩，以期有效地发挥桩的作用。
按照建设单位意见，对主要车间如动力、制糖车间加固深度为基底下 10.0m，对其余车间，加固深度为基底下8.0m。
四、设计参数
（一）水压
成孔水压为 200～300kPa，成桩时将水压适当臧少，如遇障碍，可将成孔水压调至 500 ～600kPa。
（二）密实电流
据国内经验，使用 ZCQ-30型振冲器，密实电流的计算式为;
相同的土层中，密实电流值大，成桩直径就大，密实电流值小，成桩直径就小。因此，设计提出在施工电流正常的情况下，成桩的密实电流值规定如下∶
1.桩底部密实电流值要求达到 55A 以上;
2.基础底面下 5m 范围内的密实电流值要达到60A 以上;3.上述两条中间部分成桩的密实电流达 50A 以上即可。
（三）回填料的选择
从制作振冲碎石桩抗液化的能力分析，要求填料具有良好的透水性，以保证地震荷载作用下土层中产生的超孔隙水压力能及时消散。设计规定∶填料选用 20～60mm 天然级配的卵石、碎石，含泥砂量不超过10%，且不得含有粘土块。
4.4.4 施工方法
一、施工顺序及工艺
振冲制桩的方法采用"排孔法"，即从一端开始逐步制桩到另一端结束。动力车间由两台 ZCO—30 振冲器由南北两端同时向中间制桩。制糖车间按车间长方向安排打桩路线。以减少机具移位次数。
采用的碎石桩成桩工艺流程为∶定位→成孔-*清污→填料、振密→成桩→移位。经过现场载荷试验，采用这种施工工艺可以满足工程的要求。
二、质量控制措施
（一）水的控制
施工中通常将水压控制在 300kPa 左右，当遇到 七层较硬时，应适当加大水压使稠泥浆随水带出。
（二）电流的控制
电压要求控制在 380V，当现场工作电压低于 380V时，工作电流相应增加，电压越低，电流值越激增，以至会发生停机。电压值不同。达到同样电流值的桩填料量相差甚多，因此，解决的办法是提高变压器电压值，保证振冲器的控制台电压值达到要求。
（三）质量控制参数
振冲法成桩质量控制主要掌握的两个参数为∶成桩时振冲器的密实申流值和桩的石料灌入量。施工现场为可朔～教塑状杰的粘性十。目十层分布无规律。所以。试验时桩段的
碎石灌入量无明显规律，各桩灌料量相差较多，当域料量达规定值时的电流往往还很低。因此，当工作电压达到 380V时，以密实电流值作为施工质量控制标准。
4.4.5 质量检验
现场静载荷试验因其载荷板面积较小，仅能反映浅层地基土的变形特性，为了解碎石桩整个加固深度范围内土性变化情况，采用静力触探试验进行加固效果检验。
本场地有两层土系粘质粉土，在 8度地震力作用下有不同程度液化的可能，经过碎石桩加固后、这两层土均得到不同程度的挤密，平均贯入阻力在不同车间提高 90%~140%，其中动力车间为三角形布桩，桩距1.6m。三角形中心处挤密较为均匀，加固后比加固前提高 104%～140%;而制糖车间采用正方形布桩，桩距 1.5m，二者虽然置换率相近，但后者四桩间中心点处挤密稍差，平均贯人阻力提高 96%～125%。
动力车间、制糖车间静力触探试验结果整理见表 4-9。由表中数据可见，场地经过碎石桩加固后，桩间土得到挤密，承载力得到提高。
技术经济效果
采用振冲法，仅用三个多月就将全厂主要车间地基加固工程全部完成，经检验结果完全达到设计加固要求。按打人式400mm×400mn 钢筋混凝土桩计算，打人深度 20m，综合单价 350元/m³;振冲碎石桩加固费用为160元/m³。用整个工程比较，总加固固积为9200m²时，振冲法与桩基方案相比，可节省地基处理费用59万元，间时还缩短了工期。
实践证明，采用振冲碎石桩加固粘质粉土和松散粉细砂土，既可提高地基承载力，又可消除地基液化的可能性，所以本工程地基加固方案在技术上是可行的，经济上是合理的，取得了良好的经济效果，今后可在类似土质条件下推广应用。
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