专利名称：共振法加固液化地基的操作方法
技术领域：
本发明是一种用于液化地基处理的方法，涉及使用动力密实方法处理砂土、粉土
等液化地基时所选用的操作形式。属于地基处理方法的技术领域。
背景技术：
我国江淮河流域经常分布液化地基，在地震、循环、车辆等动力荷载作用下，地基 液化是地基失效的主要形式，常导致高速公路的质量问题。处理液化地基的各种方法中应 用最多的方法是增加土体密实度。液化处理中所选用的处理方法将影响动力密实的效果。 最佳的密实效果应能实现振动能量的最优传递。
发明内容
技术问题针对现有液化地基处理方法的不足，本发明的目的是提供一种能提高 土体共振密实施工效果的共振法加固液化地基的操作方法。 技术方案本发明采用共振密实法进行液化地基的处理，即采用振动器沉入十字 形振动翼，通过调节振动器振动频率实现土 _振动翼在某一频率实现共振，在该状态下，振 动翼获得最佳振动能量到周围土层的传递，孔隙水消散后，使土体密实效果提高，改良土体 抗液化性能。 所述共振密实法进行液化地基的处理，采用二个阶段进行施工，第一阶段采用根 据地基土的自震频率选取一个合适的施工间距，第二阶段在第一阶段施工的基础上进行加 密施工。振动器振动频率根据土壤类型不同进行调整，即用于硬的粘土土层时，采用的高 频率为100-150HZ ;用于松散的冲击层时，采用的中频率为20-60HZ ;用于砂性土时，采用的 低频为15-20HZ。 有益效果与现有动力地基处理技术相比，本发明机具具有如下优点本发明可 满足不同加固深度的需要；节省处理成本，本技术在原位对液化地基进行处理，无需填料； 施工效率高，施工时，只需沉一次振动翼即可，拔出时进行振动密实；浅部土层的密实效果 加强，由于振动是整个振动翼全长范围内振动，浅部的土层受到更多的振动历史的影响，其 强度必然提高，符合荷载承担时主要是受浅部持力层影响的事实，可明显降低地面不均匀 沉降。合理设计的振动翼，有利于振动能量的传递和振动密实过程中产生的孔隙水压消散。 在某一频率下的振动翼和土的共振可迅速提高土体的抗液化性能，使其满足工程建设的要 求。
具体实施例方式
本发明关键在于通过调节振动器振动频率实现土 -振动翼系统在某一频率实现 共振，在该状态下，振动翼获得最佳振动能量到周围土层的传递，使土体密实效果提高，改 良其抗液化性能。 本振动翼连接在液压振动锤下，利用振动沉管桩导向架进行施工。所选用的液压
3振动锤是以液压作为动力，举起锤体然后快速泄油，同时反向供油，使锤体快速下降，锤击 桩帽使振动翼沉入土中。液压振动锤可以不受限制地对各种形状的钢板桩进行沉桩作业。 在桩锤的选择中，确保振动锤的最小激振力大于土壤在振动状态下的动摩阻力。振动沉桩 时， 一定要有足够的振幅，使振动力大于桩周土体的瞬时全部弹性压力，并使桩端大于地基 土的破坏力，方能使桩上下冲击土壤下沉。振动桩锤的激振力与频率有关，频率越高，激振 力越大。激振力与频率的平方成正比。高频率(100-150HZ)适用于硬的粘土土层，中频 (20-60HZ)用于松散的冲击层和砂土中沉桩，低频(15-20HZ)，主要通过强迫振动与土体共 振达到沉桩和拔桩的目的。使用调频液压振动锤进行土体密实施工的关键是到达所处理的 深度时将频率调节到共振频率使散粒土体振动密实一定时间然后拔出振动翼，达到土体密 实效果提高，抗液化性能改良的目的。 共振密实法地质条件该法适用于易于液化的砂土。用于其它地质条件时须通过 现场试验确定。 设计该方法时，密实点的间距、每个密实点的振密时间、振动杆的工作模式(振 入、悬挂和拔出)三参数对密实设计很重要。设计时，同时必须考虑土的初始密度、处理土 层的深度或土层要求密实程度等影响因素。密实法处理的网格间距通常是1. 5-4. 5米，每 个密实点振动持续时间为5-35分种。较小的密实点间距，可减少振动密实过程的交替次 数，使土层更加密实均匀。 施工过程中，影响共振密实法主要因素为振动密实顺序。高效的方法是采用两阶 段密实，首先在较大的网格间距上进行，实现在较大的间距上竖直振入。在第一个阶段施工 结束和第二阶段施工前要留给土层有足够的孔隙水消散时间。
权利要求
一种用于液化地基处理的方法，其特征在于采用共振密实法进行液化地基的处理，即采用振动器沉入十字形振动翼，通过调节振动器振动频率实现土-振动翼在某一频率实现共振，在该状态下，振动翼获得最佳振动能量到周围土层的传递，孔隙水消散后，使土体密实效果提高，改良土体抗液化性能。
2. 根据权利要求1所述的用于液化地基处理的方法，其特征在于所述共振密实法进行 液化地基的处理，采用二个阶段进行施工，第一阶段采用根据地基土的自震频率选取一个 合适的施工间距，第二阶段在第一阶段施工的基础上进行加密施工。
3. 根据权利要求1所述的用于液化地基处理的方法，其特征在于振动器振动频率根据 土壤类型不同进行调整，即用于硬的粘土土层时，采用的高频率为100-150HZ ;用于松散 的冲击层时，采用的中频率为20-60HZ ;用于砂性土时，采用的低频为15-20HZ。
全文摘要
共振法加固液化地基的操作方法采用共振密实法进行液化地基的处理，即采用振动器沉入十字形振动翼，通过调节振动器振动频率实现土-振动翼在某一频率实现共振，在该状态下，振动翼获得最佳振动能量到周围土层的传递，孔隙水消散后，使土体密实效果提高，改良土体抗液化性能。共振密实法利用振动锤和十字形振动翼设备，涉及在某一频率下通过土体-振动翼共振来实现处理砂土、粉土等液化地基的目的。该处理方法的实施应基于切合实际的设计技术，有其适用的地质条件。在合理选择振动锤和振动翼的基础上，采用两阶段施工具有高效性。
文档编号E02D3/054GK101787690SQ201010119970
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月8日 优先权日2010年3月8日
发明者刘松玉, 杜广印, 苗永红, 邵俐 申请人:东南大学