Технология строительства виброуплотнения – полный процесс уплотнения песчаного основания

В инженерии улучшения грунтов, виброкомпрессия, широко известная как беззаполнительная виброфлотация, служит основной технологией для рыхлого песчаного грунта, чтобы противостоять ликвефакции, повысить относительную плотность и увеличить несущую способность.

В отличие от виброфлотации с каменными столбами, которая требует засыпки щебнем, основной особенностью беззаполнительной виброфлотации является отсутствие дополнительных заполняющих материалов. Она полагается только на высоконапорное водяное распыление и высокочастотные вибрации для ликвефакции и рекомпозиции грунта на месте с целью уплотнения. Обладает более высокой эффективностью строительства и меньшей стоимостью, является предпочтительным методом обработки для гидравлически заполненных песков и оснований из средне-крупнозернистого песка.

I. Основной принцип работы

Проще говоря: бурение струёй, виброволны, уплотнение на месте, оседание и консолидация.

При использовании высокочастотных вибраций от виброфлотатора в сочетании с потоком воды под высоким давлением, насыщенный рыхлый песок под землёй мгновенно ликвидируется. Объемы пор в грунте быстро уменьшаются, частицы перестраиваются для взаимного уплотнения. После исчезновения избыточного давления поровой воды общая плотность фундамента и его несущая способность значительно улучшаются, полностью решая две основные опасности песчаного грунта: оседание после строительства и сейсмическую ликвефакцию.

Применяемые слои (ключевые моменты для запоминания)

✅ Оптимальное применение: средне-крупнозернистый песок, рыхлый гидравлически заполненный песок; содержание глины в грунте ＜15%, обильное подземное водоснабжение и хорошая проницаемость

⚠️ Условное применение: пылеватый мелкий песок (обязательное проведение пробной виброфлотации при содержании глины от 10% до 15%)

❌ Запрещённое применение: ил, пылеватая глина, мягкая глина и грунты с низкой проницаемостью, связанные грунты

II. Оборудование для поддержки строительства

Полный комплект оборудования отличается простотой сборки и высокой универсальностью:

В комплект входит мобильный кран, высокомощный виброфлотор (75 кВт / 100 кВт / 180 кВт), насос высокого давления, интеллектуальный распределительный щит, измерительная лента, уровнемер и тахеометр.

Текущие показания распределительного щита служат основным показателем контроля качества на месте для прямой оценки соответствия уплотнения грунта проектным стандартам.

III. Стандартные полные процедуры строительства

1. Подготовительные работы перед строительством

Сначала очистите и выровняйте строительную площадку: тщательно удалите сорняки, строительный мусор и поверхностный ил. Засыпьте и выровняйте низменные участки, а также выкопайте дренажные канавы для предотвращения застоя воды, что может привести к размягчению природного грунта и ухудшению качества строительства.

Затем проведите точное планирование с помощью тахеометра для маркировки местоположений отверстий для виброфлотации, обычно расположенных в равносторонних треугольниках с стандартным шагом 2,0–3,0 м. Все метки должны быть проверены и одобрены руководителями перед началом строительства.

Пробная виброфлотация — важный этап. Выберите представительные зоны на площадке для проведения тестовой виброфлотации и подтвердите пять ключевых параметров, соответствующих местным слоям: давление воды, скорость проникновения, ток уплотнения, время удержания вибрации в сечении и интервал подъема. Эти параметры должны служить единственным стандартом для массового производства.

2. Точное позиционирование оборудования

Настройте кран так, чтобы виброфлотатор был вертикально выровнен с центром отверстия, строго контролируя отклонение вертикальности ≤1.5%. Подключите водоснабжение и электропитание, откалибруйте показания прибора до нуля и обеспечьте стабильную работу оборудования и точный мониторинг данных.

3. Гидроабразивное бурение под высоким давлением и проникновение

Следуйте последовательности работы: сначала включите водоснабжение, затем активируйте вибрацию. Используйте поток воды под высоким давлением для снижения сопротивления и высокочастотную вибрацию для резки грунта, чтобы обеспечить равномерное погружение виброфлотатора вниз.

Стандартная скорость проникновения контролируется в диапазоне 0.5–2.0 м/мин. Для более рыхлых слоёв требуется более медленное проникновение, чтобы избежать смещения отверстия и чрезмерного повреждения грунта. Для локальных твёрдых межслоёв умеренно увеличьте давление воды для помощи в проникновении; запрещено принудительное давление вниз для предотвращения перегрузки оборудования.

После достижения виброфлотатором запроектированной нижней отметки для улучшения, проникните дополнительно на 0.3–0.5 м, затем закройте клапан водяного струи. Оставьте вибрацию на дне отверстия на 30–60 секунд, пока рабочий ток не стабилизируется на уровне, определённом в испытательных тестах, перед началом подъёма для уплотнения.

4. Послойное подъём и уплотнение (Основная рабочая процедура)

Суть виброфлотирования без наполнителя: нулевой наполнитель, послойное подъём, удержание вибрации по секциям и послойное уплотнение.

Контролируйте скорость подъёма виброфлотатора в диапазоне 0.3–1.0 м/мин. Останавливайте подъём каждые 0.3–0.5 м (один интервал уплотнения) и поддерживайте непрерывную вибрацию на месте в течение 30–60 секунд. Следите за током в электрошкафе на протяжении всего процесса; подъём вверх возможен только после стабилизации тока в текущем грунтовом сегменте выше установленного стандарта уплотнения. Повторяйте, пока виброфлотатор не будет извлечён из грунта, завершив один цикл отверстия.

5. Зональное вторичное виброфлотирование для укрепления (по желанию)

Для локальных очень рыхлых слоёв песка проводите вторичное уплотнение методом виброфлотирования через чередующиеся отверстия после полного первичного строительства, чтобы устранить слабые зоны уплотнения и обеспечить равномерную работу фундамента.

6. Обработка поверхности

После завершения всех работ по виброфлотированию выровняйте и утрамбуйте всю площадку, затем уложите на поверхность слой из отсортированного щебня толщиной 300–500 мм. Он служит горизонтальным дренажным слоем, рассеивает напряжение фундамента и предотвращает вымывание песка с поверхности.

IV. Основные параметры контроля на площадке (Практическое руководство)

✅ Давление водоснабжения: 200–600 кПа

✅ Скорость проникновения: 0.5–2.0 м/мин

✅ Скорость подъёма: 0.3–1.0 м/мин

✅ Интервал уплотнения за один подъём: 0.3–0.5 м

✅ Время удержания вибрации по секциям: 30–60 секунд

✅ Критерий приемки качества: рабочий ток ≥ уплотняющий ток, подтверждённый испытательными тестами (индикатор приемки ядра)

V. Стандарты контроля качества и приемки

Полная прослеживаемость во время строительства: фиксируйте глубину строительства, давление воды, рабочий ток, время удержания вибрации и другие данные по каждому скважине, синхронно архивируя все документы в качестве актов приемки.

Задержка испытаний после строительства: проводите стандартное испытание на проникновение (SPT) и конусное испытание (CPT) через 7–14 дней после строительства, чтобы полностью устранить давление воды в порах. Проверьте относительную плотность грунта, несущую способность фундамента и сопротивление песка ликвефакции в соответствии с проектными требованиями.

VI. Общие проблемы на площадке и меры их устранения

Слишком быстрое проникновение и низкий рабочий ток: указывает на крайне рыхлый природный песок. Замедлите подъем и увеличьте время удержания вибрации для усиления уплотнения.

Трудности с проникновением и внезапная перегрузка тока: встречается плотный твердый межслой. Временно увеличьте давление воды для помощи в резке грунта; запрещено принудительное давление вниз.

Сильный выход песка на поверхность и брызги воды: снизьте давление подачи воды и замедлите скорость проникновения, чтобы уменьшить боковую эрозию стенок скважины, избегая обрушения и обратного выхода песка.

Заключение

Виброуплотнение без наполнителя обладает основными преимуществами низкой стоимости, высокой эффективности, отсутствия заполнительных материалов и минимальных повреждений грунта, что делает его основной технологией снижения ликвефакции для песчаных и гидронаполненных грунтов.

Качество строительных работ на площадке можно полностью контролировать, управляя четырьмя критическими факторами: параметрами пробных испытаний, временем удержания вибрации, током уплотнения и интервалом подъема.

Если у вас есть потребности в улучшении грунта для вашего проекта, пожалуйста, свяжитесь с SUNZO. Мы предоставим индивидуальные решения, адаптированные к условиям проекта, для обеспечения безопасной и эффективной реализации проекта.