振沖砂樁和碎石樁在護岸陸域回填地基中的應用

莊輝明

（中交第三航務工程局有限公司廈門分公司，福建廈門 361000）

華錦港區4#泊位在護岸后方回填砂區域需進行振沖處理，但部分已回填區域回填料未滿足設計要求，經地質勘查報告分析與鉆探揭露，該回填區域主要填料為素填土，無法用振沖砂正常地基處理。從工程的實際情況出發，將該工程的回填區劃分成為兩種類型：以素填土為主要填料，處理地基時使用的主要方法為振沖碎石樁；以海砂為主要填料，處理地基時使用的主要方法為振沖砂樁。

1 工程概況

該工程的護岸總長度達950 m，結構類型為斜坡式或半直立式。10～300 kg堤心石是擋墻基礎的主要材質，使用厚度為3.5 m的干砌塊石保護堤心石的外面，使用50～100 kg塊石圍護坡腳，擋墻后回填10～100 kg拋石棱體。

2 振沖砂樁施工工藝

2.1 工藝流程

施工流程：準備施工材料→測量放樣→布置振沖點→定位振沖→振沖至設計標高→提升并留振→樁管撥出→移機下一個振沖點。

2.2 振沖試驗及施工工藝

在振沖砂樁施工以前，事先將回填砂的預留沉降量、振沖效果、留振時間和振沖密實電流等參數確定好，該回填區域最大振實深度為3.2 m。振沖器的主要型號為ZCQ100型，數量為1臺，將操作柜和電控箱配備齊全。

ZCQ100型振沖器的主要技術性能如表1所示。

表1 ZCQ100型振沖器主要技術性能

其他施工機具包括50 t履帶吊、高壓水泵、潛水泵。以回填砂振沖施工進度和密實度的要求為基礎，使用100 kW振動錘對回填區域進行施工，準備一臺同樣型號的振動錘備用。振沖施工的過程中，使用50 t履帶吊吊起振動錘，以等邊三角形的方式布置振沖點，兩點之間的間距為2.5 m。

振沖施工的順序為自上而下，采用反復施工的辦法，振沖錘的下沉速率為1.5 m/min。

試驗區的振沖技術參數：（1）回填砂層與振沖深度的有效距離為3 m；（2）貫入和上拔速度為1.5 m/min；（3）水壓為0.2～1 MPa；（4）每段提升高度為0.5～1 m；（5）密實電流為100～120 A。

試驗施工采用的操作步驟為：下沉至設計標高→振密→上提1 m→下沉半米→振密→重復操作→撥出砂面。

振沖試驗注意要點：（1）振密振沖電流，以設計的標準為基礎，使振沖密實電流滿足設計的要求；（2）振沖加密施工時，留振施工的時間必須要達到設計的標準時間，嚴格控制提升速度，高效控制振沖時間短和漏振等問題；（3）控制貫入速度（控制在1.5 m/min左右）；（4）樁位平面偏差控制在半個振沖器直徑內，施工過程中，采取措施控制垂直度、分段提升高度和振沖深度，使其達到設計的標準。

采取事先試驗的方式確定振沖施工的相關參數，如水壓、留振時間、液化電流和地基加固密實電流等。振沖試驗結束后可立即進行檢測，檢測項目只需做標貫即可。以《水運工程抗震設計規范》（JTS 146—2012）為基礎，貫入錘擊的數量保持在17擊以上。

完成基槽回填砂振沖試驗后，依據振沖試驗參數來開展各項工作任務，施工方法要與試驗段的完全一致。樁位間距控制在2.5 m左右，使用等邊三角形的方式布置孔位，振沖深度為回填砂層底部。

振沖記錄：記錄好每個振沖孔的施工信息，具體內容包括施工時間、日期、振沖深度、孔號、密實電流、施工電壓、障礙、留振時間和修機情況等信息。

3 振沖碎石樁施工工藝

3.1 設計要求

針對部分已回填區域的地質情況全面分析，根據設計要求及現場實際情況，在處理部分已回填素填土區域地基時，使用的主要處理方法為振沖碎石樁，碎石樁的半徑為0.4m,設計的樁長要與輝綠巖殘積黏性土以及殘積礫質黏性土充分接觸。

3.2 測量放樣

使用GPS完成樁位的測量放線工作，對標準控制點進行核查，并依據設計圖紙和控制點完成放線布樁施工，使用木樁固定每個樁點，并將其標記好。振沖使得孔深和孔位偏差滿足設計的標準，開孔偏差不大于0.1 m；造孔深度不淺于設計處理深度以上0.3 m；樁位偏差不大于0.2 m。

3.3 設備組裝

組裝好的現場照明系統、振沖設備和施工設備及時進行調試，振沖器的型號為ZCQ100型，數量為1臺，同時將操作柜和電控箱配齊，使用的其他設備還包括小型裝載機、排污泵、上水泵和50 t履帶吊等。依據設計位置將汽車吊停好，將導桿和振沖器連接在一起，調試振沖標尺，連接控制線路，吊起振動器，將振沖器和上水泵開啟，登記空載運行參數，以試樁的振沖碎石樁施工參數為基礎，對上水系統和電控系統進行及時調整，同時做好相關的信息登記工作。

3.4 振沖樁施工作業

（1）造孔。

使用吊車將振沖器尖端與設置好的樁位對齊，緩慢下降到距離地面30 cm位置停止，將高壓清水泵打開；振沖器下端射水口的出水水壓滿足施工參數后，將振沖器打開；振沖器偏心塊轉速達到設計值后，將振沖器下沉到底層中完成造孔施工；振沖器貫入2 m以后，對造孔時間、水壓和電流進行登記，貫入施工達到設計值后，停止施工。

（2）清孔。

造孔施工結束以后，將振沖器吊出，將振沖器對準孔位豎直再次貫入孔底，依據實際的施工情況確定清孔排漿的次數，孔口返出稀泥漿后，方可停止施工。

（3）填料、振密、制樁。

清孔施工完成后，電控柜更改使用加密水壓和加密電流，采取分段加密、連續填料的制樁方法。施工程序為定位、造孔、成孔、填料、振沖制樁、完成制樁。振沖器提高50 cm后，使用裝載機將碎石骨料填入孔洞中，石料順著孔邊進入孔底后，振沖器下降，對孔底樁體采取加密處理。

（4）制樁記錄。

施工過程中記錄樁體留振時間、填料量、密實電流和成孔電流時，使用的主要設備為振沖器上自帶的振沖碎石樁施工自動監控系統記錄儀，該設備獲得的數據信息也是監理和設計部門驗收的依據。

（5）造孔制樁。

安排專人負責施工現場的排水溝清理任務，確保排污管道暢通，使淤泥可以及時排出，確保施工場地干凈、整潔。

3.5 泥漿池、排水溝布置

設置3個尺寸為4 m×4 m×1.5 m泥漿池，分別為1#、2#、3#泥漿池，排水溝的尺寸設計為0.2 m×0.2 m，振沖區域四周的排水溝將泥漿引入泥漿池中。泥漿池水位到達一定程度后用泥漿車運至指定位置排放，邊坡采用1∶1比例放坡，泥漿池頂四周布置安全防護欄，設置安全警示標語，振沖碎石樁施工結束后，采取分層碾壓的方式，將原土回填到開始施工的位置，使其恢復到原來的狀態。

3.6 特殊情況處理

（1）造孔過程。

如果出現貫入遲緩的情況，可以加大水壓來沖破阻力；如果在振沖器的電流出現過大的情況，可以降低振沖器的振動力和貫入速度；如果孔口的回水不多，說明孔內有堵塞的情況或者是透水層的強度增加，可以將供水量變大或孔徑增加；如果出現孔位錯位的情況，說明振沖器的垂直度出現問題，對振沖器的鑿空位置進行整振，將填料加入偏移一側，調整垂直度后再次施工[1]。

（2）填料施工。

出現填料不通暢的情況，孔中有堵塞物或者是孔口過窄，使用振沖器擴孔或者是挖除孔口泥土；石料粒徑比較大時，適當采取措施減小粒徑；填料較多將振沖器導管堵塞后，停止填料施工，活動振動器，使石料抱管問題得以及時處理。

（3）加密階段。

電流上升速度比較慢，加大填料量和水壓，如果加密電流的標準比較高，應及時調整。振沖器的電流過大，減慢振沖器施工速度或對水壓進行增加，處理土層過硬的問題；加密性能符合施工標準的地段，及時上提振沖器，有效控制電流超出額定電流的情況。

（4）振沖器被埋。

電流過大導致跳閘停電，將振沖器用吊車提起，多次啟動振動器并緩慢提出；如果振沖器提升困難，需要停機沖水，3 h后再進行提升作業。振沖器電機出現問題后，吊車無法提出，可采取四周打孔的方法降低阻力。

4 結語

本文全面分析了在碼頭護岸后方陸域不同填料類型的回填區域中，使用振沖砂樁和振沖碎石樁施工的具體情況，不同的施工技術獲得的振沖地基處理效果存在差異。對二者的應用條件、應用環境、應用效果進行了分析，以期為相似工程提供參考建議。