邱立明

（中國水利水電第八工程局有限公司長沙市410007）

1 工程概況

三峽水庫開縣水位調(diào)節(jié)壩工程位于開縣新縣城下游約4.5 km，工程建設(shè)的主要任務(wù)是：減少三峽庫尾消落面積，降低消落區(qū)的水位變幅，改善開縣新城區(qū)及其周邊的生態(tài)環(huán)境。

為保證本工程土壩段壩體的密實(shí)度要求，設(shè)計(jì)采用振沖法對(duì)壩體進(jìn)行加密處理，根據(jù)前期電動(dòng)振沖器試驗(yàn)施工的情況，在該種地層中采用國內(nèi)某廠生產(chǎn)的電動(dòng)130 kW振沖器，最大振沖加密深度僅為3 m，試驗(yàn)結(jié)果并未達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的目的，因此，擬采用液壓振沖設(shè)備進(jìn)行本工程振沖加密試驗(yàn)施工，以取得相關(guān)振沖施工工藝要求及相應(yīng)工藝參數(shù)。為此，根據(jù)現(xiàn)場條件選取有代表性的土石壩振沖區(qū)中間位置進(jìn)行全液壓振沖法穿透性試驗(yàn)。根據(jù)本工程的地層情況和設(shè)計(jì)要求，振沖加密處理深度普遍比較深，大部分在20 m以上，已經(jīng)超出了現(xiàn)行規(guī)范的深度范圍，施工難度比較大，在國內(nèi)同類地基處理中也屬少見。

2 工程地質(zhì)條件

依據(jù)土工試驗(yàn)規(guī)程（SL 237-1999）對(duì)土石壩填筑后的地質(zhì)條件進(jìn)行檢測，詳細(xì)檢測結(jié)果見表1。

表1 土石壩拋填壩體相對(duì)密度檢測成果

3 試樁施工方案編制依據(jù)

國家及部頒有關(guān)的現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范、規(guī)程及設(shè)計(jì)單位有關(guān)技術(shù)文件：

（1）《水電水利工程振沖法地基處理技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5214-2005）；

（2）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2002）；

（3）《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GBJ 50287-99）；

（4）《水電水利基本建設(shè)工程單元工程質(zhì)量等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》第一部分：土建工程（DL/T 5113.1-2005）；

（5）《水利水電建設(shè)工程驗(yàn)收規(guī)程》（SL 223－2008）；

（6）《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GBJ 202-83；

（7）《水利水電工程施工測量規(guī)范》（SL 52-93）；

（8）現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)單位有關(guān)技術(shù)文件；

（9）開縣水位調(diào)節(jié)壩工程土石壩填筑相對(duì)密度檢測成果。

4 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

（1）驗(yàn)證液壓振沖器是否能穿透電動(dòng)振沖器不能貫穿的地層，確定液壓振沖器在本工程的適應(yīng)性，為大面積施工選擇施工機(jī)械設(shè)備（功率和型號(hào)）提供依據(jù)。

（2）確定合理的振沖點(diǎn)位間距以及振沖加密深度終止條件。

（3）確定液壓振沖的施工工藝，確定施工技術(shù)參數(shù)（每米進(jìn)尺填料量、加密油壓、留振時(shí)間、造孔水壓、加密水壓、加密段長度等），為大面積施工優(yōu)選合理的參數(shù)。

（4）為設(shè)計(jì)合理選取土石壩液壓振沖加固后復(fù)合地基相對(duì)密度提供依據(jù)，并為土石壩振沖加固施工確定現(xiàn)場質(zhì)量檢測的方法和相應(yīng)的控制參數(shù)。

5 試驗(yàn)區(qū)的布置和工程量

試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量共5點(diǎn)，振沖試驗(yàn)平臺(tái)高程約為175.00m，試驗(yàn)區(qū)振沖深度需參考地質(zhì)鉆探資料，并根據(jù)施工過程中振沖器造孔油壓的大小最終確定，并為大面積振沖施工優(yōu)選合理的施工參數(shù)，以保證在不同地層條件下采用相應(yīng)的造孔施工參數(shù)，達(dá)到最大處理深度要求。

（1）根據(jù)本工程的實(shí)際條件，擬選擇土石壩中間部位作為振沖加密試驗(yàn)區(qū)。

（2）試驗(yàn)點(diǎn)位采用正三角形布置，其間距暫定為3 m，根據(jù)振沖試驗(yàn)情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

（3）振沖加密試驗(yàn)完成后，按照監(jiān)理方規(guī)定的要求由甲方委托第三方進(jìn)行振沖效果檢查，整理分析各試驗(yàn)資料，及時(shí)將成果提交監(jiān)理方。采用經(jīng)監(jiān)理人員批準(zhǔn)后的振沖點(diǎn)位布置方式、深度等參數(shù)應(yīng)用于施工。

試驗(yàn)區(qū)振沖加密點(diǎn)位布置見圖1。

圖1 振沖加密點(diǎn)位布置示意

6 施工準(zhǔn)備

（1）編寫施工技術(shù)措施，經(jīng)審批后方可進(jìn)行施工。

（2）清理平整場地，消除高空和地面障礙物。

（3）施工現(xiàn)場以軸線及測量控制網(wǎng)的建立，軸線控制點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)復(fù)測并埋設(shè)在不受施工影響的區(qū)域，并注意在施工過程中加以保護(hù)，并做好排水排污系統(tǒng)，保證排水通道的暢通。

（4）按設(shè)計(jì)文件樁間距及形式繪制加密樁施工平面圖，并按圖準(zhǔn)確放出樁位并編號(hào)，樁間距允許偏差為±100 mm。

（5）開工前做好施工設(shè)備的安裝與試運(yùn)轉(zhuǎn)等調(diào)試工作。

7 試樁施工機(jī)具設(shè)備

（1）振沖器。根據(jù)試樁需要及本工程特點(diǎn)，投入1臺(tái)200 kW液壓振沖設(shè)備作為振沖加密試驗(yàn)施工設(shè)備。

（2）起吊機(jī)械。由于本次振沖加密試驗(yàn)深度大，且地質(zhì)條件十分復(fù)雜，可能發(fā)生抱、卡導(dǎo)桿情況，因此起吊機(jī)械必須具有大起吊力和起吊高度。根據(jù)合同約定，由55 t履帶吊車進(jìn)行本工程的施工。

（3）填料機(jī)械。采用30鏟車進(jìn)行振沖骨料填料。

（4）供風(fēng)設(shè)備。考慮到本工程施工難度大，一般卵礫石含量在60%～70%，因此計(jì)劃采用2臺(tái)日本原裝進(jìn)口AiRMAN空壓機(jī)進(jìn)行本試驗(yàn)工程的振沖施工，其風(fēng)量23.5m3，風(fēng)壓17 kg/cm2。

詳細(xì)機(jī)械設(shè)備計(jì)劃見表2。

8 振沖加密試驗(yàn)施工方法

8.1 振沖加密試驗(yàn)工藝流程

根據(jù)對(duì)本工程地質(zhì)條件的初步了解，擬采用“風(fēng)水聯(lián)動(dòng)”液壓振沖加密施工工藝，由2臺(tái)進(jìn)口空壓機(jī)供風(fēng)，2臺(tái)高壓多級(jí)清水泵供水。

振沖加密施工工藝流程見圖2。

表2 主要施工機(jī)具設(shè)備計(jì)劃表

圖2 振沖加密施工工藝流程圖

8.2 振沖加密試驗(yàn)施工順序

（1）清理場地，接通電源。

（2）導(dǎo)入整個(gè)施工場區(qū)的測量控制線，并按設(shè)計(jì)要求布置點(diǎn)位。

（3）施工機(jī)具就位，起吊振沖器對(duì)準(zhǔn)樁位。

（4）造孔。

●振沖器對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)位，開啟壓力水泵，啟動(dòng)振沖器，待振沖器運(yùn)行正常開始造孔,使振沖器徐徐貫入土中，直至設(shè)計(jì)的加密標(biāo)高。

●造孔過程中振沖器應(yīng)處于垂直狀態(tài)。振沖器與導(dǎo)管之間有橡膠減震器聯(lián)結(jié)，因此導(dǎo)管有稍微偏斜是允許的，但偏斜不能過大，防止振沖器偏離貫入方向。

（5）加料方式與加密段長度。

●振沖器造孔至設(shè)計(jì)深度時(shí)，向孔內(nèi)添加石料送至孔底，必須保證：填入的石料不至導(dǎo)致孔堵塞；孔內(nèi)輸入料量可供加密。

●對(duì)于振沖點(diǎn)位的加密，為保證孔內(nèi)有0.5 m加密點(diǎn)位的加料量，每次提升振沖器應(yīng)在（1.5～2.0）m左右。

（6）振沖加密：采用連續(xù)填料加密工藝。加密時(shí)應(yīng)連續(xù)施工，加密從孔底開始，逐段向上，中間不得漏振。當(dāng)達(dá)到規(guī)定的加密油壓和留振時(shí)間后，將振沖器上提繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)段加密，每段加密長度應(yīng)符合要求。

由于本工程土石壩壩體填筑材料的特殊性，振沖加密的部分骨料為振沖造孔段內(nèi)周圍土體中的粗骨料，同時(shí)需保證振沖自加密按上述要求進(jìn)行。

（7）重復(fù)上一步驟工作，自下而上，直至加密到設(shè)計(jì)要求樁頂標(biāo)高。

（8）關(guān)閉振沖器、關(guān)水，制樁結(jié)束。

（9）吊車移位進(jìn)行下一根樁的施工。

8.3 主要施工設(shè)備技術(shù)參數(shù)（表3）

表3 液壓型振沖器技術(shù)參數(shù)

8.4 振沖加密試驗(yàn)施工參數(shù)

根據(jù)本工程技術(shù)要求及相關(guān)工程施工經(jīng)驗(yàn)，擬采用如下參數(shù)作為振沖加密試驗(yàn)施工的控制參數(shù)：

（1）造孔油壓：（22～24）MPa；

（2）加密油壓：（20～22）MPa；

（3）留振時(shí)間：（8～10）s；

（4）加密段長度：50 cm；

（5）造孔水壓：（0.8～1.0）MPa；

（6）加密水壓：（0.4～0.80）MPa；

（7）造孔風(fēng)壓：2×20 m3；

（8）造孔風(fēng)量：（8～15）kg/cm2。

8.5 振沖加密填料的要求

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，試驗(yàn)時(shí)用振沖加密骨料要求如下：

（1）振沖樁施工現(xiàn)場堆料場根據(jù)現(xiàn)場具體情況進(jìn)行合理布置。

（2）振沖加密所用砂卵石應(yīng)為天然河床砂卵石，粒徑應(yīng)控制在（30～100）mm，含泥量不大于5%，最大粒徑暫定為不大于150 cm，最終根據(jù)試驗(yàn)情況決定。

（3）根據(jù)試驗(yàn)情況適當(dāng)調(diào)整填料級(jí)配及粒徑，禁止使用單級(jí)配填料。

9 結(jié)語

根據(jù)以上試樁參數(shù)指導(dǎo)后期施工，滿足設(shè)計(jì)要求相對(duì)密度，在砂卵石地基深基礎(chǔ)處理中取得良好效果。