李 棟 范銳謙

（山西省汾河流域管理局山西太原030002）

1 工程概況

1.1 工程簡介

汾河流域生態(tài)修復(fù)汾河新二壩工程位于太原市小店區(qū)劉家堡鄉(xiāng)，項目實施后將形成濕地水面163 hm2，蓄水總量315.8 萬m3，同時實現(xiàn)太原汾河公園至汾河二壩之間汾河游船通行。工程建設(shè)內(nèi)容主要包括：1 道壅水閘壩建筑物（5 孔弧形閘和4 孔鋼壩閘）和1 座通航建筑物（船閘）、1 座門庫、近閘壩處主槽及岸坡防護以及相應(yīng)的金屬結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備的制作安裝等。

1.2 工程地質(zhì)

壩址區(qū)及蓄水區(qū)發(fā)育地層為現(xiàn)代人工堆積物（QS）和第四系全新統(tǒng)河流相洪沖積物（Q4pal）。自上而下依次為：1）現(xiàn)代人工堆積（QS），主要由級配不良砂、粉土質(zhì)砂、含砂低液限粉土、局部夾低液限粉（黏）土層組成；2）全新統(tǒng)洪沖積（Q4pal），主要由巖性上部的粉土質(zhì)砂、含細粒土砂層和下部的低液限粉（黏）土層組成。

壩基巖性上部為粉土質(zhì)砂、含細粒土砂，局部夾低液限粉土層，厚10.5～15.8 m，下部為低液限粉（黏）土。蓄水區(qū)正常蓄水后地基處于飽和狀態(tài)，且本區(qū)地震烈度為8 度區(qū)，地震動峰值加速度為0.20 g。該壩基土在地震烈度為8 度時可產(chǎn)生地震液化，存在地震液化問題，液化土層厚度12.3～16.2 m。

2 基礎(chǔ)處理的基本情況

2.1 振沖碎石樁地基處理的目的

為消除地基液化并提高閘壩地基承載力，基礎(chǔ)采用振沖碎石樁處理，振沖碎石樁處理范圍包括鋼壩閘、弧形門閘及船閘閘室、兩岸翼墻基礎(chǔ)。碎石樁樁徑0.8 m，等邊三角形布孔，樁距2 m，碎石樁排距1.732 m，樁端伸至不液化土層，要求按照全部清除液化和地基承載力不小于210 KPa。振沖碎石樁布置見圖1。

圖1 振沖碎石樁布置圖 （單位：mm）

2.2 振沖樁施工布置

振沖碎石樁總長53 131 m，施工中投入2 套振沖樁機同時進行，整體采用圍打法進行施工，見圖2，并根據(jù)壩段分區(qū)布置，部分采用排打法進行打樁，先打上游4 排樁及下游4 排樁，隨后打中間樁，見圖3。打樁平臺兩側(cè)設(shè)置排泥槽，流入排泥坑。原材料運至距打樁區(qū)規(guī)劃的材料堆放場，主要采用裝載機進行填料。

圖2 圍打法裝機行進路線示意圖

圖3 排打法裝機行進路線示意圖

3 施工準備

振沖碎石樁施工是本工程的重點，施工中必須抓住“人”、“材”、“機”進行合理規(guī)劃，布置暢通的施工道路，保證材料的充足及施工設(shè)備的高效運轉(zhuǎn)，制定合理的施工程序，以保證工程施工順利進行。

3.1 原材料選用

填料采用卵石，含泥量不大于5%，粒徑20～200 mm。

3.2 水

振沖碎石樁用水直接自汾河河道內(nèi)抽取。

3.3 電

施工供電先采用發(fā)電機發(fā)電，變壓器安裝后采用變壓器供電，通過支線接到工作面。

3.4 場地及交通

在碎石樁區(qū)域四周設(shè)置泥漿溝，上游50 m 處設(shè)置泥漿池。場地內(nèi)已具備滿足碎石樁施工需求的臨時施工道路，并與外部道路連通。

3.5 機械設(shè)備配置

本工程振沖樁工程量大，擬投入ZCQ75 振沖器2 套，主要機械配置見表1。

表1 機械配置表

3.6 施工參數(shù)

根據(jù)振沖碎石樁試驗成果報告中的試驗結(jié)論及批復(fù)文件，振沖碎石樁的施工參數(shù)見表2。

表2 施工參數(shù)表

4 施工方法

4.1 施工流程

4.2 測量放線及布樁

首先，根據(jù)施工圖及地質(zhì)圖，確定樁位及樁底高程。采用GPS 對碎石樁每隔10 m 進行控制定位，中間用鋼尺測量，每個樁位均做標志，編制樁號，以便施工人員及操作人員及時準確定位。

樁點放線定位：嚴格按照施工圖進行，由測量員配合機組人員完成樁位施放工作，主要控制點打方木樁，并加以保護，以備后期檢查或恢復(fù)樁位時使用，放點偏差不得大于100 mm。

4.3 碎石樁成樁步驟

1）就位：用吊車將振動器中心對準樁位。

2）造孔：開動振動器和水泵，邊振動邊下放振沖器，水壓采用0.7 MPa，使振沖器慢慢沉入土中，深度不淺于設(shè)計處理深度0.3～0.5 m。

3）填料及振密：采用裝載機連續(xù)填料向孔口送入石料。邊填料邊振動，此時電流隨著填料密實而逐漸增大，達到規(guī)定密實電流值后留振6～8 s，然后提升500 mm，加密水壓宜控制在0.3 MPa。

4）成樁：重復(fù)第三步，逐步提升振沖器，自下而上制樁直至孔口。

5）關(guān)閉振沖器及水泵，將樁機轉(zhuǎn)移至下一樁位，進行下一根樁的施工。

6）按照規(guī)范中有關(guān)現(xiàn)場記錄的內(nèi)容，對每一樁位的序號、樁位編號、罐料量等數(shù)據(jù)，作好詳細現(xiàn)場記錄，將記錄內(nèi)容填寫在規(guī)定表格上。

5 施工過程中注意事項

1）如土層中夾有硬層時，應(yīng)適當(dāng)進行擴孔，即在硬層中將振沖器往復(fù)上下多次，使孔徑擴大，以便于填料保證樁徑。

2）施工時注意調(diào)整水壓，造孔時水壓控制在0.7 MPa，填料時水壓調(diào)至0.3 MPa，成孔過程中現(xiàn)場人員應(yīng)實時觀察水壓對進尺和擴孔的影響，以掌握最佳水壓，水壓調(diào)整應(yīng)與土層變化相適應(yīng)。

3）臺前指揮和吊車司機應(yīng)密切配合，以臺前指揮口令為準，根據(jù)試驗參數(shù)及儀表數(shù)值及時調(diào)整提升、下沉的速度。

4）加密段長度以振沖器機身上的刻度標識控制，留振時間及加密電流采用自動記錄儀記錄。

5）施工各班組嚴格按照成樁步驟及各步驟參數(shù)進行施工，并做成樁記錄和樁位記錄，做到一一對應(yīng)，避免漏打、重樁。

6 質(zhì)量檢測與驗收

6.1 檢測項目及頻次

1）振沖施工結(jié)束后，對樁的數(shù)量、樁徑、樁位偏差進行檢測。

2）根據(jù)設(shè)計要求及地基處理目的，進行標準貫入試驗和復(fù)合地基承載力試驗，檢測樁間土處理效果及復(fù)合地基承載力是否滿足設(shè)計要求。

檢測頻率為：標準貫入每100 根樁檢測2 處，復(fù)合地基承載力每300 根樁檢測1 處。

6.2 檢測執(zhí)行標準

1）樁間土處理效果采用標準貫入試驗、室內(nèi)土工試驗等方法進行檢測，土工試驗按《土工試驗規(guī)程》（SL237-1999）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

2）復(fù)合地基載荷試驗按《復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范》（GB/T50783-2012）、《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）及《建筑地基檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ340-2015）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

7 結(jié)論

地基采用振沖樁處理，可滿足全部消除地基液化并提高地基承載力，此項施工技術(shù)可為今后水利工程處理類似問題提供借鑒。