振沖碎石樁在瀟河綜合治理工程橡膠壩及泵房項(xiàng)目中的應(yīng)用

(山西省晉中市水利局， 山西 晉中 030600)

振沖碎石樁在瀟河綜合治理工程橡膠壩及泵房項(xiàng)目中的應(yīng)用

任維信

(山西省晉中市水利局， 山西 晉中 030600)

本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)振沖碎石樁的作用和施工方法及技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析。 振沖碎石樁適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)黏土、素填土和雜填土等地基,能很好地消除級(jí)配不良砂的地基液化等問(wèn)題，極大地提高地基承載力，同時(shí)碎石樁施工方便，工期短，具有明顯的技術(shù)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

振沖碎石樁； 橡膠壩； 泵房； 施工工藝

1 工程概況

瀟河發(fā)源于山西省昔陽(yáng)縣，全長(zhǎng)137.0km,位于汾河中游，是汾河的一級(jí)支流。根據(jù)晉中市整體規(guī)劃和市政府的要求，瀟河城區(qū)段河道治理的范圍為西郝橋至鐵路橋蓄水段，共長(zhǎng)1.13km。工程建設(shè)內(nèi)容主要為堤防建設(shè)、河道清淤、拓寬、岸墻修建、橡膠壩及河道景觀蓄水。按照50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，河道斷面采用復(fù)式斷面形式，治理河道斷面總寬度為200m。其中，渾水渠寬度為40m，清水渠寬度為80m，兩渠上興建兩座橡膠壩，壩高為3.0m，兩跨布置，單跨凈寬分別為39.5m和79.5m。建成后可形成22.4萬(wàn)m2的水面面積，是晉中市瀟河濕地公園的重要組成部分。

2 工程地質(zhì)情況及振沖碎石樁基礎(chǔ)處理

設(shè)計(jì)地質(zhì)資料分析：橡膠壩壩基土層以全新統(tǒng)級(jí)配不良砂(以粉細(xì)砂)為主，右岸表層有厚度0.5～1.0m的低液限粉土，河道表層即為砂土。淺層砂土結(jié)構(gòu)松散，承載力低，需挖除，宜將橡膠壩基礎(chǔ)置于稍密實(shí)的級(jí)配不良砂層上，并對(duì)其進(jìn)行夯實(shí)處理。橡膠壩壩基持力層為全新統(tǒng)級(jí)配不良砂層，據(jù)顆粒分析資料，其黏粒含量小于3%，據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011—2001)第4.3.3條進(jìn)行液化初判，地基存在液化可能,須對(duì)壩基處理，消除級(jí)配不良砂的地基液化問(wèn)題。橡膠壩底板及兩岸邊墻基礎(chǔ)采用振沖碎石擠密法處理，振沖碎石樁為正三角式滿堂布置，樁徑800mm，樁心距2.5m，處理范圍按超出建筑物輪廓線以外兩排樁控制，基礎(chǔ)處理后復(fù)合地基承載力須達(dá)到120kPa。處理深度為建基面以下15.0m，地基承載力不小于120kPa。

為滿足橡膠壩的充排水要求，分別在1號(hào)、2號(hào)泵房一側(cè)設(shè)置容量為1860m3的露天蓄水池各一座，蓄水池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池底板、池壁厚度均為400mm，池深1.9m，設(shè)計(jì)蓄水深1.55m，蓄水池平面布置為東西兩個(gè)水池，平面凈尺寸為20m×30m，兩池之間采用DN500的鋼管連接。蓄水池及泵站基礎(chǔ)均采用碎石振沖樁，樁徑、樁距、樁長(zhǎng)及布置均與橡膠壩一致。

3 振沖碎石樁施工

振沖碎石樁主要是利用振動(dòng)、沖擊、水沖等方式在軟弱地基中成孔，成孔口清孔后將碎石等材料倒入孔內(nèi)，振沖擠壓,這樣經(jīng)反復(fù)填料和振沖，使得碎石擠壓密實(shí)成樁,由于用料主要是碎石，故也稱為碎石樁。

碎石樁施工,首先要進(jìn)行試驗(yàn)樁的試驗(yàn)與檢驗(yàn)，通過(guò)試樁取得密實(shí)電流、流振時(shí)間、填料用量等重要施工技術(shù)參數(shù)，然后按照確定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工。施工完成，在滿足地基恢復(fù)期要求后，主要通過(guò)地基荷載試驗(yàn)并結(jié)合樁間土標(biāo)貫和重型標(biāo)貫試驗(yàn)檢測(cè)碎石樁質(zhì)量。

3.1 施工工藝

碎石樁施工必須按照設(shè)計(jì)要求及施工操作規(guī)程和規(guī)范進(jìn)行，其施工程序?yàn)椋菏┕で皽?zhǔn)備工作、測(cè)量放線定樁位、機(jī)具選用及就位、對(duì)樁位、振沖成孔、填料振沖成樁、質(zhì)量控制及檢驗(yàn)。

3.1.1 施工前準(zhǔn)備工作

首先需做好圖紙會(huì)審，了解設(shè)計(jì)意圖，制定施工方案，進(jìn)行技術(shù)交底，配置相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，確定所需的施工人員、工地用水、用電和材料數(shù)量，搭好臨時(shí)設(shè)施，做好場(chǎng)地表面處理，以便機(jī)械行駛。

3.1.2 測(cè)量放線定樁位

按照設(shè)計(jì)要求繪制樁位圖，采用水平儀來(lái)放線，并用60cm長(zhǎng)的小木樁或鋼筋頭固定好樁的位置，施工時(shí)要進(jìn)行校核。在施工場(chǎng)地附近設(shè)置相對(duì)固定的基準(zhǔn)點(diǎn)，一般為3～4個(gè)，用于后續(xù)測(cè)量放線和校核。

3.1.3 機(jī)具選用及就位

根據(jù)工程內(nèi)容和現(xiàn)場(chǎng)情況選用型號(hào)為ZCQ-75的振沖器及相應(yīng)的高壓水泵、壓力管、汽車吊及其他配套機(jī)具，安裝電流控制箱、操作臺(tái)，檢查水壓電壓等指標(biāo)，是否符合設(shè)計(jì)及施工規(guī)程規(guī)范要求，上述工作就緒后，機(jī)具就位。

3.1.4 對(duì)樁位

處理好安置振沖器的場(chǎng)地，振沖器對(duì)準(zhǔn)已設(shè)好的樁位，振沖器要垂直落下不能有傾斜角，如有傾斜會(huì)導(dǎo)致偏位成樁不直或損壞機(jī)具。

3.1.5 振沖成孔

上述工作準(zhǔn)備好后，就可以開(kāi)動(dòng)振沖器、啟動(dòng)吊車，振沖器下降開(kāi)孔，開(kāi)孔后要擴(kuò)孔，施工中一定要控制下降速度，一般控制在1～2m/min左右,成孔過(guò)程須有必要的停留來(lái)振劑固壁，成孔水壓須保持在60N/cm2以上，水量可結(jié)合施工情況減小，但不能停水，以防泥砂倒灌入水管，在接近孔底標(biāo)高時(shí)水壓要適當(dāng)減小。每貫入1m，振沖器要提起懸留振沖5～8s時(shí)間，待泥漿溢出時(shí)再繼續(xù)貫入，泥漿溢出孔口流入預(yù)設(shè)的泥漿池內(nèi)，當(dāng)振沖到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高30～40cm以上時(shí)，將振沖器提升到孔口，提升速度2～3m/min，再往下沉到孔底，重復(fù)1～2次，既起到清孔的作用又達(dá)到擴(kuò)孔的目的。

3.1.6 填料振沖成樁

成孔口清孔后，用裝載機(jī)、人工配合將碎石倒入孔內(nèi)，放下振沖器振沖擠壓，做到“連續(xù)填料，多填慢振”，通過(guò)反復(fù)填料和振沖，使得碎石擠壓密實(shí)成樁。經(jīng)試樁振沖確定的技術(shù)參數(shù)是：密實(shí)電流50～60A， 水壓0.6～0.8MPa，留振時(shí)間大于30s，振實(shí)質(zhì)量由密實(shí)電流控制。

3.2 質(zhì)量控制及檢驗(yàn)

碎石樁的質(zhì)量好壞主要與密實(shí)電流、水壓、留振時(shí)間、成孔進(jìn)度、填料(碎石)材料及數(shù)量等因素有關(guān)。應(yīng)按設(shè)計(jì)要求選擇碎石,認(rèn)真核實(shí)和控制好每根樁的用料量。

3.3 注意事項(xiàng)

振沖器在土層深處不能停振；水壓不夠時(shí)，振沖器不易沉入，成孔難時(shí)可加大水壓來(lái)處理；密實(shí)電流如長(zhǎng)時(shí)間達(dá)不到參數(shù)要求，通常做法是減小水壓，適當(dāng)增加每次的填料數(shù)量，反復(fù)振沖幾次，使其符合密實(shí)電流參數(shù)要求。

4 振沖碎石樁施工質(zhì)量評(píng)價(jià)

1號(hào)橡膠壩、1號(hào)泵房水池、2號(hào)橡膠壩、2號(hào)泵房水池的基礎(chǔ)進(jìn)行了振沖碎石樁處理，共完成碎石樁1165根，長(zhǎng)3.86萬(wàn)m，其中橡膠壩壩基611根，泵房地基554根。經(jīng)過(guò)事后復(fù)合地基荷載試驗(yàn)，基礎(chǔ)處理后復(fù)合地基承載力達(dá)到了不小于120kPa的設(shè)計(jì)要求。質(zhì)量評(píng)價(jià)詳見(jiàn)下表：

碎石振沖樁單元工程質(zhì)量匯總表

質(zhì)量評(píng)價(jià)：碎石振沖樁共評(píng)定12個(gè)單元，其中優(yōu)良12個(gè)，優(yōu)良率100%，經(jīng)過(guò)事后復(fù)合地基荷載試驗(yàn)，地基承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié) 語(yǔ)

橡膠壩壩基及泵房地基經(jīng)碎石樁處理后，消除了級(jí)配不良砂的地基液化等問(wèn)題,軟弱的地基承載力有了很大增強(qiáng)，同時(shí)進(jìn)一步證明了碎石樁施工方便、工期短、具有明顯的技術(shù)效益和經(jīng)濟(jì)效益的特點(diǎn)?！?/p>

Application of Vibro-replacement Stone Column in Xiaohe RiverComprehensive Management Project Rubber Dam and Pumping Station Works

REN Wei-xin

(ShanxiJinzhongWaterConservancyBureau,Jinzhong030600,China)

Engineering examples are utilized in the paper for analyzing effect, construction method and technical keys of vibro-replacement stone column. Vibro-replacement stone column applies to handling foundations made of sand, silt, silty clay, plain fill, miscellaneous fill and other foundations. It can well eliminate foundation liquefaction problems of bad graded sand, thereby greatly improving the foundation bearing capacity. Meanwhile stone column is characterized by convenient construction, short construction period, significant technical and economic benefits.

vibro-replacement stone column; rubber dam; pumping station; application; construction technology

TV91

A

1005-4774(2014)06-0004-02