CN106192980A - 一种高频振动密实砂石地基的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高频振动密实砂石地基的方法，包括以下步骤：第一步：根据施工区域的面积将施工区域分成若干个小区，对每个小区分别进行施工前的勘察，根据勘察的结果，计算出各个小区的施工控制沉降量；第二步：各小区依次采用适功率的高频振动器，通过高频振动使高频振动器的导杆及其前端的振动头依靠竖向激振力穿透硬层，导杆插入成孔挤密砂石；然后拔出导杆，孔内灌入砂石。本发明的高频振动密实砂石地基的方法，由于其采用了具有竖向激振力的高频振动设备，对于砂石地基的硬层具有很好的穿透效果，因而可以有效的处理砂石地基，解决现有振冲设备无法穿透硬层的砂石地基的问题，确保工后沉降达到设计要求。

Description

一种高频振动密实砂石地基的方法

技术领域

本发明属于地基处理技术领域，具体地说，是一种高频振动密实砂石地基的方法。

背景技术

在地基处理过程后中，经常会遇到天然或回填的砂石地基，而这种地基必须经过密实处理才能满足设计的承载力、工后沉降、差异沉降等要求。目前，对于这类地基的处理方法常见的有强夯法、振冲法、以及高频振动法。其中的强夯法，对于处理深度达到10米以上的砂石地基，造价特别高，超过15米的更高；而且，由于强夯法的能量是从上到下快速递减，造成地基的不均匀，对高精度工后沉降的设计指标难以达到。对于振动法，目前国内外大功率的振冲器，由于其工作原理是电机带动偏心块，进而带动振冲器以产生横向的振动力，其密实地基只靠横向振力来密实砂土，虽然能信息化控制均匀密实砂石地基，且处理深度较深，但该方法遇到坚硬砂石或部分大块石地基时，因没有竖向冲力，振冲器无法穿透硬层，因而无法使用。而高频振动器，其结构主要是高频电动或液压马达配合偏心块以及减振弹簧，主要产生竖向激振力，一般使用在插打桩基、振动筛等，但未见有应用于地基密实的。

发明内容

本发明的目的在于改进现有地基处理方法的上述缺点和不足，从而提供一种高频振动密实砂石地基的方法。

为实现上述目的，本发明的高频振动密实砂石地基的方法，包括以下步骤：

第一步：根据施工区域的面积将施工区域分成若干个小区，对每个小区分别进行施工前的勘察，根据勘察的结果，计算出各个小区的施工控制沉降量；

第二步：各小区依次采用适功率的高频振动器，通过高频振动使高频振动器的导杆及其前端的振动头依靠竖向激振力穿透硬层，导杆插入成孔挤密砂石；然后拔出导杆，孔内灌入砂石。

根据本发明的一个优选实施例，所述第二步的插入成孔后，进一步采用振冲器分段留振的方式，即孔内分批少量灌入砂石，每次少量灌入砂石后用振冲器留振适当时间，进一步密实砂石；其中，所述振冲器内部设有电机及主要产生横向力的偏心块。

根据另一个优选实施例，所述第二步的插入成孔后，进一步采用振动振冲器分段留振的方式，即孔内分批少量灌入砂石，每次少量灌入砂石后用振动振冲器留振适当时间，进一步密实砂石；其中，所述振动振冲器包括导杆、导杆顶端设置的振动器、以及导杆下端设置的振冲器，所述振动器包括电机以及主要产生竖向力的偏心块，所述振冲器包括电机以及主要产生横向力的偏心块。

根据本发明，所述高频振动设备包括吊机，吊机上向外伸出的吊机臂，前端设有振动头的导杆，导杆上端所设的高频振动器，以及后端缠绕于吊机上、前端绕过吊机臂的前端连接于高频振动器的钢索；其中：

所述高频振动器内部设有电机以及主要产生竖向力的偏心块，用于产生竖向的激振力。

根据本发明，所述施工控制沉降量所述施工控制沉降量S采用以下公式计算获得：

$S=\frac{m_2-m_1}{m_2}H\≥S_{\mathrm{\∞}}-\[S\]$

其中：

S_∞：不处理情况下产生的最终沉降量；

[S]：规范要求的建筑或场地允许沉降量；

H：土层厚度；

m1:加固前的土体固体体积率；

m2:设计要求加固后的土体固体体积率。

本发明的高频振动密实砂石地基的方法，由于其采用了具有竖向激振力的高频振动设备，对于砂石地基的硬层具有很好的穿透效果，因而可以有效的处理砂石地基，解决现有振冲设备无法穿透硬层的砂石地基的问题，确保工后沉降达到设计要求。

附图说明

图1是实施例1所使用的高频振动设备的结构示意图。

图2为实施例2的第二步所使用的振冲器的结构示意图。

图3为实施例3的第二步所使用振动振冲器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本发明的高频振动密实砂石地基的方法作进一步详细说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

以下实施例中所使用的振动密实设备包括三种类型：

图1所示为一种高频振动设备，其结构包括吊机10，从吊机10向外伸出的吊机臂20，前端设有振动头40的导杆30，导杆30上端所设的高频振动器50，以及后端缠绕于吊机10上、前端绕过吊机臂20的前端连接于高频振动器50的钢索60；其中：

所述高频振动器50内部设有电机以及竖向的偏心块(图中未示出)，用于产生竖向的激振力。

图2所示为一种振冲器，其结构包括吊机110，从吊机110向外伸出的吊机臂120，前端设有振冲头140的导杆130，导杆130前端所设的振冲器150，以及后端缠绕于吊机110上、前端绕过吊机臂120的前端连接于导杆130的钢索160；其中：如现有已知的那样，所述振冲器150内部设有电机以及横向的偏心块(图中未示出)，用于产生横向的激振力。

图3所示为一种振动振冲器，其结构包括吊机210，从吊机210向外伸出的吊机臂220，吊机臂220前端下方所设的振动振冲器，以及后端缠绕于吊机210上、前端绕过吊机臂220的前端连接于振动振冲器的钢索260；其中：

其中，所述振动振冲器包括导杆230、导杆230顶端设置的振动器240、以及导杆下端设置的振冲器250，所述振动器240包括电机以及主要产生竖向力的偏心块，所述振冲器250包括电机以及主要产生横向力的偏心块。

实施例1

某工地，为回填砂石地基，面积约52000平方米。施工前将其划分为10个施工小区，每个小区约5200平方米。然后对每个小区进行施工前的勘察，厚度最大区域8m,固体体积率需要从0.75提高到0.82，计算获得施工控制沉降量为0.68m。

勘察发现，因回填砂石地基存在硬层，采用普通振冲器无法穿透硬层，因此采用适功率的图1所示的高频振动设备，对各小区依次进行振动挤密施工，通过高频振动使导杆30及其前端的振动头40依靠竖向激振力穿透硬层，导杆30插入成孔挤密砂石；然后拔出导杆30，孔内灌入砂石。

根据本发明，施工控制沉降量、即密实后固体体积率应满足：

$m_2\≥\frac{{\mathrm{Hm}}_1}{H-S}.$

施工完成后经验收，工后沉降量符合设计要求。

实施例2

某工地，为回填砂石地基，面积约120000平方米。施工前将其划分为20个施工小区，每个小区约6000平方米。厚度最大区域13m,固体体积率需要从0.77提高到0.85，计算获得施工控制沉降量为1.22m。

首先采用图1所示的高频振动设备，对各小区依次进行振动挤密施工，通过高频振动使导杆30及其前端的振动头40依靠竖向激振力穿透硬层，导杆30插入成孔挤密砂石；

然后采用图2所示的振冲器进行分段留振，即：孔内分批少量灌入砂石，每次灌入砂石后用振冲器在孔内留振一定时间，然后重复灌入少量砂石以及振冲器留振的步骤，直至达到工后沉降量的控制指标。

根据本发明，施工控制沉降量、即密实后固体体积率应满足：

$m_2\≥\frac{{\mathrm{Hm}}_1}{H-S}.$

施工完成后经验收，工后沉降量符合设计要求。

实施例3

某工地，为回填砂石地基，面积约220000平方米。施工前将其划分为40个施工小区，每个小区约5500平方米。厚度最大区域19m,固体体积率需要从0.78提高到0.85，计算获得施工控制沉降量为1.56m。

原计划先按实施例1的方法成孔后，采用实施例2的方法分段留振，即采用图2所示的振冲器对各小区依次进行振动挤密施工。然而施工过程中发现，孔内砂石易塌孔，造成导杆的上下移动困难，为此改用图3所示的振动振冲器处理。即每一次分段留振的过程中，利用振动器的竖向激振力，有效解决了导杆上下移动困难的问题。

这样，经过分段留振，即重复灌入少量砂石以及振冲器留振的步骤，直至达到工后沉降量的控制指标。

根据本发明，施工控制沉降量、即密实后固体体积率应满足：

$m_2\≥\frac{{\mathrm{Hm}}_1}{H-S}.$

施工完成后经验收，工后沉降量符合设计要求。

Claims (5)

1.一种高频振动密实砂石地基的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：根据施工区域的面积将施工区域分成若干个小区，对每个小区分别进行施工前的勘察，根据勘察的结果，计算出各个小区的施工控制沉降量；

第二步：各小区依次采用适功率的高频振动器，通过高频振动使高频振动器的导杆及其前端的振动头依靠竖向激振力穿透硬层，导杆插入成孔挤密砂石；然后拔出导杆，孔内灌入砂石。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第二步的插入成孔后，进一步采用振冲器分段留振的方式，即孔内分批少量灌入砂石，每次少量灌入砂石后用振冲器留振适当时间，进一步密实砂石；其中，所述振冲器内部设有电机及主要产生横向力的偏心块。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第二步的插入成孔后，进一步采用振动振冲器分段留振的方式，即孔内分批少量灌入砂石，每次少量灌入砂石后用振动振冲器留振适当时间，进一步密实砂石；

其中，所述振动振冲器包括导杆、导杆顶端设置的振动器、以及导杆下端设置的振冲器，所述振动器包括电机以及主要产生竖向力的偏心块，所述振冲器包括电机以及主要产生横向力的偏心块。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述高频振动设备包括吊机，吊机上向外伸出的吊机臂，前端设有振动头的导杆，导杆上端所设的高频振动器，以及后端缠绕于吊机上、前端绕过吊机臂的前端连接于高频振动器的钢索；其中：

所述高频振动器内部设有电机以及主要产生竖向力的偏心块，用于产生竖向的激振力。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述施工控制沉降量S采用以下公式计算获得：

$S=\frac{m_2-m_1}{m_2}H\≥S_{\mathrm{\∞}}-\[S\]$

其中：

S_∞：不处理情况下产生的最终沉降量；

[S]：规范要求的建筑或场地允许沉降量；

H：土层厚度；

m1:加固前的土体固体体积率；

m2:设计要求加固后的土体固体体积率。