李國(guó)江

甘肅鼎龍水利水電有限公司

淺談?wù)駴_法在加固地基中的應(yīng)用

李國(guó)江

甘肅鼎龍水利水電有限公司

振沖法是在樁孔中填入碎石等堅(jiān)硬材料來(lái)置換部分地基軟土、軟弱砂類土、軟弱砂粒石，以達(dá)到加固地基的目的，此法稱振沖加固法。近年來(lái)振沖加固地基施工在市政、水電、公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)等工程建筑中廣泛使用，具有加固效果好、成本低和進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)，并提高了工程基礎(chǔ)抗震防液化。在此，我就參與的理塘縣木里河上通壩水電站攔河壩工程大壩壩基處理采用振沖置換法加固地基施工進(jìn)行了總結(jié)。

振沖法；加固地基；施工工藝術(shù)

1 工程背景

工程大壩位于理塘縣境內(nèi)，大壩水庫(kù)正常蓄水位3144m，閘(壩)頂高程3145.70m，壩高45，壩頂全長(zhǎng)132.12m。為混凝土重力壩，擋水建筑物沿壩軸線呈一直線布置，從左至右布置非溢流壩段、儲(chǔ)門槽段、泄洪沖沙閘段、排污閘段、右岸接頭壩段。

壩址工程地質(zhì)，上部上Ⅲ(孤)漂塊卵石夾砂層，上Ⅱ-5、上Ⅱ-4(粉)細(xì)砂層、上Ⅱ-3淤泥質(zhì)壤土層，允許承載力低，不能滿足設(shè)計(jì)要求，且(粉)細(xì)砂層存在地震液化問(wèn)題。河床覆蓋層總厚25～50m，如全部挖除難度大，進(jìn)度慢、成本高。

經(jīng)工程參建各方反復(fù)查勘，討論研究對(duì)大壩基礎(chǔ)采用振沖擠密法加固處理措施，處理深度應(yīng)根據(jù)地基應(yīng)力、允許變形量等綜合確定，間距2m*2m，梅花形布置，樁徑0.8m。共198根樁。

2 施工特點(diǎn)

本工法施工機(jī)械設(shè)備和施工工藝簡(jiǎn)單，便于操作；施工工效較高，工期短，不受季節(jié)限制；機(jī)械化程度高，節(jié)省勞力，可就地取材，綜合經(jīng)濟(jì)效益好；工程造價(jià)低，施工進(jìn)度快。

3 施工原理

3.1 在振沖器的重復(fù)振動(dòng)和側(cè)向擠壓作用下，土層的結(jié)構(gòu)破壞，孔隙水壓力迅速增大，在樁管下沉過(guò)程中，沉管對(duì)四周土層產(chǎn)生側(cè)向壓力，樁管把土擠向周圍地層，使周圍土的孔隙率減小，密度增大，達(dá)到擠密的效果，提高地基承載力。

3.2 消除液化的作用。樁管起拔時(shí)，放入以拌好的堅(jiān)硬碎石和中細(xì)砂，通過(guò)多次反復(fù)上下插入振動(dòng)，部分碎石振入周圍土層，再次擠密周圍土。碎石和砂形成了周圍土的“蓄水池”， “蓄水池”和地表水連成流水通道，使得樁周圍水順暢流出，有效地消散了周圍土超靜孔隙水壓力，防止了砂土液化，加快地基排水。樁間土所受到的剪應(yīng)力由于樁體的剪應(yīng)力集中而減小，增加了土體的抗剪強(qiáng)度，碎石樁對(duì)樁間土起到了減震效應(yīng)，有效的消除液化。

4 施工工藝

4.1 施工要點(diǎn)：本施工方法作20m長(zhǎng)的樁，工效一般為5～10m/h。

4.2 關(guān)鍵技術(shù)：本施工工法的關(guān)鍵技術(shù)是造孔、加密、成樁和質(zhì)量檢測(cè)。

4.3 施工參數(shù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)確定。

4.4 振沖前應(yīng)按設(shè)計(jì)圖在現(xiàn)場(chǎng)定出孔位，編好孔號(hào)，將施工用水管路和電力線路引到現(xiàn)場(chǎng)，處理好污水、泥漿的排放設(shè)施(一般排到污水池、泥漿池)。

4.5 為防止保護(hù)已成型的樁，施工時(shí)采用“一端推向另一端推進(jìn)的施工方式”。

4.6 提管速度控制在0.5-1m/s之間，且要多次反插入振搗，使得充盈系數(shù)＞1.36；當(dāng)振沖器到達(dá)孔底以上0.5m時(shí)，要將振沖器提到孔口，再放下，如此反復(fù)1～3次，升降速度為6～7m/min，然后將振沖器停在孔底以上0.5-1m處，開(kāi)始清孔，3-5分鐘后提出振沖器，準(zhǔn)備填碎石。沖孔采用高壓水，從振沖器沖出，將孔內(nèi)泥漿、浮渣、粉砂等清出。

4.7 每次填料不宜超過(guò)0.6m。當(dāng)電流達(dá)到規(guī)定值時(shí)，應(yīng)穩(wěn)定10～20秒再提升，否則應(yīng)繼續(xù)加料振密。填料采用人工配合ZL50裝載機(jī)填料。

4.8 對(duì)每根樁的電流、水壓、樁深、樁的直徑和填料高度等參數(shù)作詳細(xì)記錄。

4.9 墊層。碎石樁施工結(jié)束后，由于樁頭碎石密實(shí)度一般達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，應(yīng)將所有樁頭清除50cm左右，再加30cm石墊層，其作用是使上部的荷載更加均勻地傳遞到復(fù)合地基上，形成水平的排水通道與樁柱的直排水通道連接。墊層必須平整。

5 質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)

5.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

5.1.1 控制好填料(碎石、礫石、卵石)規(guī)格，一般粒徑為2-5cm，含泥量不超過(guò)5%。填料最好用堅(jiān)硬的碎石。

5.1.2 嚴(yán)格控制好樁位中心線與樁底標(biāo)高，噴水中心與樁孔中心的偏差小于5.0cm，成孔中心與設(shè)計(jì)中心的偏差小于8.0cm，成樁樁頂中心與設(shè)計(jì)中心的偏差小于0.20D。在填料前測(cè)量成孔深度。

5.1.3 樁體垂直度偏差不得大于0.1%。

5.2 質(zhì)量控制措施

振沖樁成樁質(zhì)量由成孔質(zhì)量和振密質(zhì)量決定。

5.2.1 成孔質(zhì)量由以下因素決定：① 孔位必須符合設(shè)計(jì)要求；②孔徑0.8m、距離為2*2m，梅花形布置；③水量水壓不小于0.5MPA；④孔深符合設(shè)計(jì)要求。

5.2.2 振密質(zhì)量由以下因素決定：① 填料規(guī)格(碎石粒徑20～50mm，含泥量＜5%，新鮮，砂以河沙為主，含泥量＜5%)和加填筑量；②振密電流(50～55A)；③留振時(shí)間(5～15s)。

6 機(jī)具設(shè)備

采用ZCQ85型振沖器成孔， 15t自卸汽車運(yùn)料至作業(yè)面， QY32汽車吊起吊振沖器振沖；人工輔助ZL50裝載機(jī)填料；水泵的供水壓力不宜低于0.6MPa，供水量應(yīng)大于25m3/h。還需配備控制電流操作臺(tái)，其上需附有150A以上的電流表(或自動(dòng)記錄電流計(jì))和500V電壓表等。具體以實(shí)際施工采用的滿足設(shè)計(jì)要求的設(shè)備為準(zhǔn)。

7 效益分析

通過(guò)試驗(yàn)分析，振沖法加固軟土地基，承載力可提高3-5倍。與預(yù)制混凝土樁基礎(chǔ)相比，可節(jié)省工程費(fèi)用50%左右。對(duì)粒徑過(guò)大的含量過(guò)多的礫卵石，一般應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定施工方法。對(duì)含有較多漂石或塊石的地層，應(yīng)慎重使用。

[1]《地基處理手冊(cè)》編寫(xiě)委員會(huì).地基處理手冊(cè)(第二版).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，200.226～229.

[2]李燕杰，李金軒等.碎石樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)方法的探討.土工基礎(chǔ)，2006，20(6)：41-43.

[3]舒懷珠.振沖碎石樁處理砂土液化地基的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.人民長(zhǎng)江，2008，39(18)：51/81.

[4]童列成.太平湖軟基的干振碎石樁加固.土工基礎(chǔ)，2006，20(4)：2-3.

國(guó)江(1976年12月～)，男，漢族，籍貫甘肅；畢業(yè)于西安科技大學(xué)水利水電工程專業(yè)，現(xiàn)工作于甘肅鼎龍水利水電工程有限公司。