近年来,振冲法已被广泛应用于砂土和软土地基的大规模加固处理工程中。在粉细砂土地基中,绝大部分工程都采用加填料振冲法进行加固,但是,采用加填料振冲法存在一定的缺陷:一是需大量填料,造价偏高,且工程质量不易控制和检验;二是能否有效解决场地的沉降和不均匀沉降问题,目前尚存在较大争论。 无填料振冲法能够有效解决上述问题,并具有施工简便、工期短和造价低等优点,因此如果能将无填料振冲法推广应用到粉细砂地基加固中,无疑具有非常广阔的应用前景和显著的社会经济效益。 本文结合上海国际航运中心洋山深水港码头地基处理一期工程,对无填料振冲法在粉细砂地基加固中应用的可行性进行了研究,且第一次对在深厚粉细砂地基加固中采用无填料振冲法进行了研究。论文的主要内容如下: (1) 利用波动理论对振冲法机理进行了解释,并研究了应力波在饱和砂土中的传播规律,根据波在地基中的传播速度及土对能量的吸收能力,对振冲影响范围进行了研究。 (2) 通过现场试验,研究了不同振冲工艺及参数、不同型号振冲器对粉细砂地基土加固效果的影响,得出了粉细砂地基中采用无填料振冲法加固的一些定性规律。此外,还对粉细砂土中振冲工效的影响因素以及振冲加固效果的影响因素进行了探讨,并根据现场的检测结果,推导了适用于加固粉细砂土的地基承载力的经验公式。 (3) 结合现场孔隙水压力的监测结果,对振冲力作用下的超孔隙水压力的变化规律进行了理论和实践的探讨,给出了孔隙水压力增长和消散的经验公式,并导出砂土地基中不同空间坐标处的孔隙水压力变化值与该点相对密实度的理论关系式,初步得出了用于估算振冲影响范围的经验公式。 (4) 结合现场对振冲加固效果时间效应的监测结果,分析了砂土时间效应的作用机理,并探究了引起该工程粉细砂地基加固效果时间效应的可能原因,初步得出了该场地粉细砂土的比贯入阻力值随时间增长的经验公式。