□趙從容（駐馬店市水利科技推廣中心）

□任新立（河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司）

□許艷婷（駐馬店市水利工程局）

一、工程概況

河南省白龜山水庫(kù)位于淮河支流沙河上游，平頂山市的西南郊，距市區(qū)約2km,攔河壩在苗侯村附近，是一座以防洪、城鎮(zhèn)生活用水、工業(yè)用水為主，兼顧農(nóng)田灌溉、養(yǎng)殖等綜合利用的大型水利工程。水庫(kù)始建于1958年，1960年基本建成并開(kāi)始蓄水。根據(jù)沙河的防汛規(guī)劃和蓄水后出現(xiàn)的問(wèn)題，于1963～1966年期間對(duì)該水庫(kù)進(jìn)行了改建和處理。1975年河南省出現(xiàn)特大洪水后，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行全面勘探，并對(duì)1958年興建水庫(kù)時(shí)就發(fā)現(xiàn)的攔河壩壩基下一層可液化砂層取原狀樣，并做進(jìn)一步的液化技術(shù)參數(shù)鑒定。1991年在攔河壩河槽段進(jìn)行了抗震復(fù)核勘探、靜力觸探和跨孔法地震波速測(cè)試等勘察工作，并用Sm植物膠鉆勘沖洗液配合金剛石單動(dòng)雙管鉆具取原狀細(xì)砂樣進(jìn)行土工實(shí)驗(yàn)。從勘探成果可知壩基第二層細(xì)砂、攔河壩下游壩腳外第二層細(xì)砂為液化砂層，屬中等液化級(jí)別；第三層中砂亦屬液化砂層，為微弱～中等的液化級(jí)別。為了水庫(kù)安全，需對(duì)攔河壩壩基液化砂層進(jìn)行振沖加密中細(xì)砂并填碎石料樁加固處理，處理范圍為攔河壩0+900～1+200段壩腳導(dǎo)滲廊道東側(cè)，長(zhǎng)300m，寬45.5m。

二、主體工程施工方案

（一）總體施工工藝流程

根據(jù)本工程的特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)情況，其施工工藝如下：

（二）振沖加固工程施工方案

振沖加固工程的加固面積為13650m2(45.5m×300m)，共6601孔，41600m。

1.振沖加固工程施工順序

振沖加固工程擬分為兩個(gè)施工作業(yè)面，以降壓溝為界各設(shè)置一臺(tái)ZCQ-30振沖器進(jìn)行施工。振沖加固工程施工順序：

2.施工準(zhǔn)備

施工現(xiàn)場(chǎng)范圍內(nèi)的所有地下埋設(shè)物，空中障礙物要清除，地面上的樹(shù)木、房屋、圍墻及原有拆除過(guò)的房屋基礎(chǔ)及樁區(qū)內(nèi)塊石要清除至樁區(qū)外，同時(shí)對(duì)清理的基坑利用粘土進(jìn)行回填平整，以便振沖器能順利貫入土層和吊車、裝載機(jī)及手推車往返運(yùn)行。按設(shè)計(jì)要求確定振沖樁孔位。現(xiàn)場(chǎng)靠近降壓溝設(shè)置兩個(gè)40m×6m×3m的沉淀池，振沖孔排發(fā)的泥砂沉淀后經(jīng)降壓溝排除。

3.現(xiàn)場(chǎng)工藝實(shí)驗(yàn)

正式施工開(kāi)始前，要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝實(shí)驗(yàn)。一方面確定正式施工時(shí)采用的施工參數(shù)，如造孔制樁時(shí)間、控制電流、水壓、水量、填料量等；另一方面摸清處理效果，為加固處理提供可靠依據(jù)。

（1）實(shí)驗(yàn)地質(zhì)分析及施工注意事項(xiàng)

由于處理的壩基土層往往不均，即使經(jīng)過(guò)探鉆孔不可能像振沖時(shí)那樣吊孔密度，細(xì)砂層中會(huì)有范圍厚度不等的粘土層或淤泥質(zhì)土層，這些軟土層易發(fā)生卡料現(xiàn)象，在粉砂層中有時(shí)有中粗砂常引起造孔困難，這要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)來(lái)決定其可行性的施工措施，壩腳導(dǎo)滲體廊道、降壓溝等工程已先行施工，壩體為水中倒土筑壩干容重低，由于兩種原因振沖時(shí)選擇控制電流值和確定振沖孔距保證已做的建筑物不遭到破壞，大壩不滑坡，降壓井不破壞，所以通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)得到可靠的施工參數(shù)，做為日后施工重要依據(jù)。

（2）對(duì)振沖后加固效果檢測(cè)

實(shí)驗(yàn)振沖樁結(jié)束后，由有資質(zhì)的質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)按規(guī)定對(duì)各層土的相對(duì)密度及標(biāo)貫次數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。

填料做碎石樁振沖加密加固地基的應(yīng)變值。

其中a為碎石樁直徑，d為碎石樁間距

振沖后細(xì)砂孔隙比e1，振沖后細(xì)砂層干容重rd=1.79/cm3,Gs=2.71，則振沖后孔隙比e1為

4.振沖樁施工

（1）振沖孔施工順序：本工程采用順打法施工，施工時(shí)由北向南以降壓溝為界分為兩個(gè)施工面進(jìn)行施工，每個(gè)施工面布置一臺(tái)振沖器。

（2）振沖器定位：振沖器定位，首先在振沖點(diǎn)上安放鋼護(hù)筒，使振沖器對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心，然后供水；供電，此時(shí)要仔細(xì)檢查水壓、電壓和振沖器的空載電流是否正常，如正常即進(jìn)入下一步。

（3）造孔：振沖器貫入地層造孔時(shí)，水壓一般選用0.4～0.6MPa，水量為200～400L/min。電機(jī)工作電流不應(yīng)超過(guò)額定電流，貫入速度一般為1～2m/min。在細(xì)砂層中振沖，造孔時(shí)水壓和水量都不宜很大，因?yàn)檫@種砂層的滲水量不大，水量過(guò)大或壓力太高必然會(huì)使孔口回水量增大流速增高，從而將帶出大量細(xì)顆粒使地面淤高，其結(jié)果只是增加了填料量，并不能真正收到擠密的效果。施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況及時(shí)調(diào)節(jié)水壓和水量，當(dāng)接近設(shè)計(jì)深度時(shí)，振沖器射水壓力應(yīng)減小，并在孔底適當(dāng)停留。此外，務(wù)使振沖器自由懸垂，使造成的孔盡可能垂直。

（4）清孔：造孔后將振沖器停留在設(shè)計(jì)加固深度以上30～50cm處，利用循環(huán)水使孔內(nèi)泥漿變稀，清孔時(shí)間2min左右，然后準(zhǔn)備填料。

（5）填料：因連續(xù)喂料法制成的樁體密度較均勻，故本工程填料擬采用連續(xù)喂料法。施工時(shí)，孔底達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，將水壓和水量減少至維持孔口有一定量回水但沒(méi)有大量細(xì)顆粒帶走的程度。此時(shí)用裝載機(jī)將填料堆放在振沖器護(hù)筒周圍。填料在水平振動(dòng)力的作用下依靠自重沿護(hù)筒周壁下沉至孔底。

（6）振密：填料后借振沖器的水平振動(dòng)力將填料擠入周圍土中，從而使砂土層擠密。由于砂土層逐漸變密，砂土層抗擠入的阻力亦不斷增大，這迫使振沖器輸出更大的功率，引起電機(jī)電流值升高。當(dāng)電流升高到規(guī)定的控制值時(shí)，將振沖器上提一段距離，繼續(xù)進(jìn)行投料擠密，如此逐段進(jìn)行直至孔口。上提距離約為振沖器錐頭的長(zhǎng)度，即30～50cm。上提距離不宜過(guò)大，過(guò)大則容易發(fā)生振密不充分，甚至漏振；在振沖加固飽和砂土?xí)r，留振時(shí)間不少于30～60s。

振沖樁的密實(shí)程度以振沖器電極工作時(shí)顯示的電流為控制標(biāo)準(zhǔn)，必須保證各個(gè)深度上樁體都達(dá)到規(guī)定的加密電流。在使用30kW振沖器施工時(shí)，一般規(guī)定電機(jī)的電流值達(dá)到45～55A，加密電流采用自升式。

(7)終孔、完畢、移位：制樁完畢后，先關(guān)電源，再關(guān)水，移至下一樁位制樁。

在整個(gè)制樁過(guò)程中，始終要及時(shí)均勻供料。否則，不僅將延長(zhǎng)制樁時(shí)間，并且回水將帶出更多的細(xì)顆粒，至使孔徑變大，用料量增多，造成浪費(fèi)。

（三）振動(dòng)碾壓工程施工方案

振沖加固壩基，其表面0.5～1.0m厚范圍內(nèi)土體上覆壓力小，很難使樁體的密實(shí)度達(dá)到要求，為此要求在振沖填料結(jié)束后用振動(dòng)碾振動(dòng)碾壓，使其表面達(dá)到密實(shí)要求。

施工時(shí)先用TY-120型推土機(jī)平整場(chǎng)地，然后進(jìn)行碾壓施工，根據(jù)填筑強(qiáng)度，采用16t振動(dòng)碾碾壓8遍壓實(shí)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，碾壓設(shè)備沿軸線方向進(jìn)退碾壓，輪跡要重疊壓實(shí)。碾壓設(shè)備采用低速行走，碾壓均勻，防止漏壓，不得有松散、彈簧、翻漿及表面不平整現(xiàn)象，確保壓實(shí)度。

總之，振沖過(guò)程中當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況發(fā)生變化，如粉質(zhì)性砂層造孔時(shí)會(huì)造成孔徑擴(kuò)大，填料量增加，且振密時(shí)達(dá)不到密實(shí)電流，這時(shí)只有控制留振時(shí)間在30～60s，若孔徑擴(kuò)大而造成竄孔，無(wú)法制樁，適當(dāng)調(diào)整孔距。制樁時(shí)一次提升距離不易過(guò)大，否則會(huì)造成斷樁或成樁不密實(shí)，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，必須采取對(duì)稱補(bǔ)樁的方法來(lái)達(dá)到加固效果。造孔過(guò)程中遇到較硬的土層時(shí)如貫入速度過(guò)快會(huì)產(chǎn)生停振抱死現(xiàn)象，此時(shí)將振沖器提出后重新起動(dòng)，重新沖孔時(shí)注意減小振沖器貫入速度。振沖過(guò)程中根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)按設(shè)計(jì)提供施工參數(shù)施工，通過(guò)對(duì)成樁和樁間土進(jìn)行檢測(cè)，振沖加固后的相對(duì)密度顯著增加，完全能夠達(dá)到抗液化要求。