方睦禮

【摘 要】本文結(jié)合某工程案例，簡要分析了振沖碎石樁在穿堤河涵洞地基處理中的應用，從振沖碎石樁的材料、設備布置，施工流程，施工工藝的質(zhì)量控制等方面來控制該地基的質(zhì)量。通過多次試驗，結(jié)果表明該方法能夠滿足地基工程的施工要求，能夠達到預期的施工效果。

【關(guān)鍵詞】振沖碎石樁；液化土復合；地基承載力

所謂振沖碎石樁法主要指的是施工人員通過振動、沖擊或者水沖等方式來對軟土地基進行造孔處理，完后再將隨時等建筑材料壓入孔洞中，從而形成一個大直徑的碎石樁體，這種樁體具有較高的穩(wěn)定性與強度，正因為這種方法施工簡便，滿足質(zhì)量要求，所以受到業(yè)界人員的廣泛關(guān)注與青睞。20世紀30年代末，德國凱勒公司發(fā)明了現(xiàn)代化振沖器，我們將這種機具用在擠密砂石的地基中，獲得了顯著的成績，這種方法叫做振沖法；60年代初，研究者將這種方法用于粘性土壤地基中進行加固處理，正因為其中主要的材料是碎石，所以我們也就其成為碎石樁。本文就振沖碎石樁在穿堤河涵洞地基處理中的應用進行分析，以供相關(guān)技術(shù)人員參考。

0.工程概況

某水利工程的總長度為148km，其主要功能是保護下游居民以及灌溉農(nóng)田，是當?shù)氐纳€工程。在該工程中，其上游設計的水流量為70m3/s，我們需要將其水流量加大到80m3/s，此時要求水庫渠底的寬度為25m，水深為2.28m。通過分析，該工程的渠道以及主要建筑物均屬于三級工程，而次要建筑物助于4級工程。

在該工程的總干渠道中，16+470處于某河相交，此時的河道底部與表面的高度為1188.7m，比該工程總干渠道的水位設計要求要高1.3m。也就是說，在本工程的16+470處設計的最大水流量為70m3/s，其水位的設計位置為1187.4m，小于河底的高度，我們在處建立了一個4孔的涵洞，全長達到190m，并且其每個孔的斷面應該控制在4*2.5m。

1.工程地質(zhì)條件

我們對該工程的地質(zhì)條件進行全面的分析，發(fā)現(xiàn)該工程的土壤屬于松散沉積物，并且河道兩岸的地勢平坦，河谷寬淺，施工人員對該地勢進行鉆孔，發(fā)現(xiàn)其建筑物下的地下水位深度為5.0m。我們在對該基礎地基中的巖層進行分析，大致分為兩層（A、B）：A層屬于低液限粉土，這種土壤在地基中厚度為5.0m，壓縮系數(shù)a1-2=0.39MPa-1，壓縮模量E1=6.88MPa，地基承載力特征值建議采用fck=80kPa；第二層為含細粒土砂，未鉆穿，內(nèi)摩擦角為29.0°，地基承載力特征值建議采用fck=90kPa，該場地飽和無粘性土和少粘性土為液化土，液化深度為自然地面以下3～10.0m。為了提高土壤的承載力，消除土壤中的液化，設計方與施工方?jīng)Q定采用振沖碎石樁進行地基工程的處理。

2.振沖碎石樁布置

2.1采用振沖碎石樁的目的

在水利工程中，采用振沖碎石樁法進行施工具有施工簡便、經(jīng)濟成本低、施工效果好、能消除土壤的液化等優(yōu)點，在軟土地基中，這種方法是最為常見的施工方法之一。在本工程中采用振沖碎石樁法能夠保證地基工程的穩(wěn)固，提高土壤的承載力、穩(wěn)定性與強度、在一定程度上消除了地基的液化，從而使普通地基轉(zhuǎn)變?yōu)閺秃系鼗?，滿足了工程的施工要求。

2.2振沖碎石樁的布置

a.碎石樁規(guī)格和材質(zhì)。采用55kW的振沖器，振沖碎石樁樁徑800mm，間距1.5m，正三角形布置，有效樁長7.5m。材料為粒徑30～l00mm的碎石，不得使用風化易碎的石料。

b.承載力要求。為消除地基土液化.并提高復合地基承載力。fck值要求大于等于130kPa。

c.樁數(shù)分布?？倶稊?shù)1700根，基礎外緣外擴3排樁。

3.施工工藝

振沖碎石樁必須嚴格按照施工操作規(guī)程及施工的先后程序進行施工，才能達到成樁的目的。其施工程序為：施工前的準備工作一測量放線定樁位一振沖器就位一對樁位一成孔一填料震沖一成樁一檢驗。

3.1施工前的準備工作

施工前的準備是整個工程的基礎與關(guān)鍵。首先，設計師必須要對于施工人員進行一次詳細的交底工作，再由施工人員熟悉掌握施工圖紙，了解圖紙的設計意圖與內(nèi)容；其次，施工人員應該根據(jù)設計圖紙以及實現(xiàn)計算出的工期而做足準備，例如保證機械設備、材料的進場，安排適量的施工人員、施工現(xiàn)場的水電等基礎設施必須齊全；再次，施工人員必須要在施工現(xiàn)場搭建臨時設施，同時需要根據(jù)工程的實際情況進行分析，飯后擬定好施工方案，繪制出合理的施工圖；最后應該對施工現(xiàn)場進行全面的清理，以便施工人員的施工以及機械設備的穩(wěn)定運行。

3.2振沖成孔

一切準備完成后，開動振沖器同時啟動吊車，使振沖器下降，振沖器開孔后，在孔口附近應擴孔。振沖器下降成孔過程應有必要的停留振擠同壁的步驟，同時在施工中一定要控制好下降速度，一般控制在1-2m/min左右。成孔水壓要保持在60N/cm2以上，工作時可根據(jù)要求減小水量，但不得停水，以防泥砂倒灌入水管，然而在接近孔底標高時水壓適當減小。每貫入lm，振沖器要提起懸留振沖5-8s，待泥漿溢出時再繼續(xù)貫入。泥漿溢出孔口流入泥漿池內(nèi)，用專用運輸車及時運走，當振沖至設計樁底標高以上30era時，將振沖器提到孔口，提升速度2-3m/min，再往下沉至孔底，重復l～2次，既起至清孔的作用又達到擴孔的目的。

3.3填料振沖成樁

對孔洞進行徹底清理之后，安排相應人員將碎石直接導入孔洞內(nèi)，然后利用振沖器對該孔洞進行全面陳沖擠壓，同時，應該安排其他施工人員在旁邊填料，通過反復的填料與振沖，保證孔洞形成一個較為密實的碎石樁體，其承載力以及強度都達到了設計的要求。

在填料振沖過程中，施工人員應該將振沖器的振沖的電流控制在50～60A，而且保證其水壓在70N/cm2左右，振沖器留振的時間不得小于30s。在振沖器正常運行過程中，我們應該對其進行電流的設定，也就是說，如果振沖器的電機電流達到或者超過50～60A之后，那么該機具就會發(fā)出警報，此時施工人員就可將振沖器慢慢垂直提起，這樣才能夠有效的保證碎石樁體的質(zhì)量。

4.質(zhì)量控制

抓好兩個控制，一個管理：施工質(zhì)量的控制，施工進度的控制，加強現(xiàn)場施工管理。

振沖碎石樁的質(zhì)量最主要應以樁體充分密實為原則，它與成孔的進度、填料量、留振時間密切相關(guān)，只有在一定填料量的情況下，才能達到一定的密實電流。也需要一定的留振時間，才能把填料振沖成樁。

要嚴格把好材料質(zhì)量關(guān)，應按設計要求選擇碎石粒徑，一般選2-4cm的碎石，并且要級配適中，最大不得超過5cm，因為粒徑大不易振實，同時對機具不利。碎石含泥量不得超過10%。另外，對每根樁的填料量也要進行認真的核實和控制。

5.結(jié)束語

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79—2002）進行統(tǒng)計，其中3個試驗點（S1、S2、S3）的復合地基承載力特征值平均為140kPa，極差為0，可將平均值140kPa作為復合地基承載力特征值。另外3個試驗點（S4、S5、S6）的復合地基承載力特征值平均為130kPa，極差為0，可將平均值130kPa作為復合地基承載力特征值。均滿足設計要求。

【參考文獻】

[1]陳國成.振沖碎石樁在水利工程實踐中的應用[J].西部探礦工程，2007（04）.

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