水利大壩地基振沖碎石樁處理施工技術探討

邢軍+宋光華

摘 要：地基作為水利大壩工程的基礎，對工程建筑穩固性、可靠性、安全性等的提高都具有重要的作用。因此，相關工作人員必須提高重視，運用科學、合理、適宜的施工技術，以優化地基施工設計，提高地基施工的效果。目前應用效果較好的地基處理技術是振沖碎石樁技術，不僅能夠提高施工效率，縮短工期，同時，經過振沖碎石樁技術處理的地基，可以有效地滿足工程建筑對承載力的要求，提高工程建筑的質量。

關鍵詞：水利大壩；地基施工；振沖碎石施工

水利工程是國家基礎工程，在各個地方都得到重視，其工程質量更是重中之重，振沖碎石樁地基處理技術以其獨特的優勢在水利地基加固工程中的應用范圍不斷擴大。廣泛適用于處理砂土、粉土、粉質黏土、素填土和雜填土等軟弱地基。并且在工程中施工速度快，質量容易控制，是一種有效、簡便、經濟的地基施工方法。文章結合工程資料和現場考察結果，對工程地基采用了振沖法來進行地基處理，在施工中嚴格控制工程質量，結合工程實際，制定詳盡適合的施工方案，以便不斷提高施工水平。

1 工程案例

某工程節制閘進出口上下游翼墻下地基為粉細砂地層，由于承載力不足、地震液化現象較嚴重等問題，需要進行地基加固。通過分析收集到的相關鉆孔資料數據，結合區域自然地理狀況，對軟土的地質特征及分布進行了系統總結，結果表明：軟土主要形成于第四紀全新世晚期，巖性主要為淤泥質粘性土，天然孔隙比（e）=1.361～1.723，屬欠固結土；軟土主要發育在地表淺部（距地面25m以內），主要在古黃河沿岸區域展布；軟土埋深一般5～15m，厚度一般3～10m，由上至下可分別為表土層、淤泥層和底土層。設計要求對閘室段上下游采用槽孔鋼筋砼進行地基處理；對上下游翼墻采用振沖碎石樁進行處理。翼墻振沖碎石樁布置為6排，孔位為梅花型布置，樁深10～15m。在振沖碎石樁頂部鋪設1.0m厚的碎石排水墊層，使碎石樁連成整體，形成良好的豎直和水平通道。

施工地段確定后，選擇了有代表性的地段結合生產進行工藝試驗，以確定振沖碎石樁的施工參數。工藝試驗樁徑采用了500mm、600mm、800mm三種規格，樁距采用了2.0m、2.2m、2.5m三種尺寸。現場試樁后分別采取了取土試驗、標準貫入試驗、動力觸探試驗、人工開挖等檢測手段，對不同施工參數下的地基加固效果進行評定，最終確定振沖碎石樁直徑為800mm、樁距為2.0m。

2 水利大壩地基振沖碎石樁處理施工工藝

1、機械就位

施工機具就位，振沖器對準樁位，開動水泵，待振沖器下端水口出水后，起動振沖器，檢查水壓、電壓和振沖器的空載電流是否正常。

2、成孔

啟動起吊機械，使振沖器以1-2m/min的速度下沉。成孔過程中應使振沖器保持鉛直狀態，并觀察振沖器電流的變化，其電流的最大值不得超過電機的額定電流值：當下沉過程中電流值超過額定電流值時，必須減速或者停止下沉，或者向上提起振沖器，待電流下降后繼續下沉。在成孔過程中要記錄電流值、成孔速度和返水情況。當孔口不返水時，應加大水量。當振沖器達到設計處理深度以下0.3-0.5m時，開始往上起，直到孔口。

3、清孔

成孔后孔內泥漿比重較高，甚至有泥塊，填料在孔內的下降速度將減慢，甚至造成淤塞，不利于制樁，因此成孔后要留一定時間（一般1-2min）進行清孔。清孔時將振沖器在孔底適當留振，將泥漿沖出孔口，再將振沖器提起，上下往返1-2次，使孔道通暢。

4、填料

清孔后，將振沖器提出孔口，即可開始自下而上逐段填料。填料一般有三種方式：一種是把振沖器提出孔口往孔內加料，然后再放入振沖器振密，每次往孔內倒入約0.15-0.5m石料，分段填料分段振密，直到制樁結束；另一種是振沖器不提出孔口，只是往上提一些，使振沖器離開原來振密過的地方，然后往下倒料，再放下振沖器進行振密；第三種方式是連續加料：即振沖器只管振密，而填料是不斷往孔內添加，只要在其深度上達到規定的振密標準后就往上提振沖器，再繼續進行振密。

5、振密加固

利用振沖器將填入樁孔的石料不斷擠入側壁土層，同時使樁身填料密實。振密加固時應該記錄時間、投料數量和振沖器潛水電機所反映的電流值。無論哪種填料方式都應保證振密自孔底開始，以每段30-50cm長度逐段自下而上直至孔口。振密加固到孔口時樁體形成，先關閉振沖器，再關閉水泵。加固區的碎石樁全部施工完畢后，再進行表面清理。

6、成樁檢測

在一個施工段完成后進行，需檢測樁體密實度，檢測方法采用重型Ⅱ動力觸探，檢測頻率不少于碎石樁總數的3%。對樁間土的檢測采用標準貫入試驗，檢測頻率每500m2不少于3個。檢測成果顯示：樁身重型動力觸探擊數均大于10擊，樁間土標準貫入試驗擊數均大于8擊，達到了設計要求，取得了良好的加固效果。

3 水利大壩地基振沖碎石樁施工質量控制

1、振沖碎石樁試驗段施工 振沖碎石樁施工前，根據施工規范要求施工前須通過試驗段的施工，記錄沖孔、清孔、制樁時間和深度、記錄沖水量、水壓、填入碎石量及電流的變化等，驗證設計參數和施工控制的有關參數，選定科學合理的技術參數作為振沖碎石樁施工的控制指標。根據現場試樁的結果，需要取得如下的施工技術參數：造孔電流、造孔水壓、加密電流、加密水壓、留振時間、填料量和加密段長度等。施工時應密切注意對周圍結構物的影響。試樁施工直接在振沖碎石樁施工范圍內進行布置，根據振沖碎石樁施工圖設計的分區要求，每區段振沖碎石樁施工前都必須進行試驗樁施工。

2、振沖碎石樁施工過程的質量控制主要有3個方面：造孔質量控制、清孔質量控制、填料的質量控制。

（1）造孔的質量控制：主要為孔位中心偏差、孔斜、孔徑、孔深等方面，應結合不同項目的具體情況，采取切實可行的保證措施；

（2）清孔的質量控制：主要為保證清孔時間和回水時間，不同的地層應區別對待，靈活掌握；

（3）填料的質量控制：主要為原材料質量、每次加料量的控制（一般最大不超過成樁0.5m）、制樁水壓、密實電流、留振時間，應嚴格按照設計或規范要求執行。

3、嚴格控制水壓、電流和振沖器在固定深度位置的留振時間。水量要充足，使孔內充滿水，防止塌孔，使制樁工作得以順利進行；水壓視土質及其強度而定，一般對強度較低的軟土，水壓小一些；對強度較高的土，水壓大些；成孔過程中水壓和水量盡可能大，當接近設計加固深度時，降低水壓，以免影響樁底以下的土；加料振密過程中水壓和水量均小些。 振沖碎石樁施工完成四個星期后即可做單樁復合地基荷載試驗，按每300根隨機抽取1根進行檢驗，但總數不得少于3根。樁體密實度抽查5%；復合地基承載力抽查5%，采用重Ⅱ型動力觸探測試。碎石樁軟基處理經檢測符合有關規范及驗收標準要求后，經監理工程師批準方可轉下一道工序。

4 結束語

綜上所述，振沖法加固軟體地基適用性廣，尤其適用于組成性質不同的多層軟弱地基。軟土地基經振沖處理后可加快固結，減少沉降，提高強度指標、抗震性能。振沖法施工速度快，質量容易控制，是一種有效、簡便、經濟的地基加固方法。

參考文獻

[1]蘇瑋.振沖碎石樁在金康水電站中的應用[J].四川水力發電.2012（02）

[2]呂起云，楊紹江.振沖碎石樁在出流改道工程中的應用[J].水利規劃與設計.2012（04）[3]李連喜，楊軍，張增濤.振沖碎石樁在某工程中的應用[J].水利建設與管理.2008（08）

[4]季鈺.振沖碎石樁在發生渠進水閘工程中的應用[J].水利科技與經濟.2013（08）