紅江攔河閘振沖碎石樁施工及質(zhì)量控制

【摘要】振沖碎石樁技術(shù)作為一種常見的地基處理方式，具有施工速度快、適用性廣、效果好、造價(jià)低等顯著的優(yōu)點(diǎn)，在陸上加固軟土地基施工中得到了廣泛應(yīng)用，并在水利工程的地基處理中也開始逐步得到應(yīng)用。文章以為紅江攔河閘振沖碎石樁施工例，分析了振沖碎石樁施工及質(zhì)量控制措施，以供參考。

【關(guān)鍵詞】振沖碎石樁；施工；質(zhì)量

引言

振沖碎石樁擠密法，是指采用振動(dòng)和沖擊等方法在松軟的地基里形成孔，隨后將碎石擠壓進(jìn)入已成的土孔中，構(gòu)成由碎石所組成的大直徑密實(shí)樁體。在水利工程中，可以應(yīng)用振沖碎石樁技術(shù)來(lái)處理已建大壩的軟基礎(chǔ)，特別是淤泥質(zhì)、粉細(xì)沙質(zhì)基礎(chǔ)。

1、工程概況

紅江閘由新建紅江閘和斷樁山閘兩座攔河閘組成。其中紅江閘為五聯(lián)15孔和左側(cè)電站廠房組成，斷樁山閘為一聯(lián)3孔閘室組成。斷樁山閘采用天然基礎(chǔ)，紅江閘一聯(lián)、二聯(lián)采用天然基礎(chǔ)、三聯(lián)、四聯(lián)、五聯(lián)為振沖碎石樁基礎(chǔ)；電站廠房采用振沖碎石樁基礎(chǔ)。所有碎石樁樁徑為800mm，紅江閘三聯(lián)樁長(zhǎng)為5m，共155根，總長(zhǎng)775m，四聯(lián)、五聯(lián)閘室和電站的樁長(zhǎng)為10m，總樁長(zhǎng)11810m。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)交底，樁機(jī)施工平臺(tái)高程為▽3.80m，樁長(zhǎng)按高程▽3.80m計(jì)量。振沖樁樁體施工完畢后，將松散的樁頭壓實(shí)，隨后鋪設(shè)0.5m厚的碎石墊層并壓實(shí)。

2、紅江攔河閘振沖碎石樁施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

振沖碎石樁作用機(jī)理振沖碎石樁擠密法（又稱粗顆粒土樁），是指采用振動(dòng)和沖擊（水沖）等方法在松軟的地基里形成孔，隨后將碎石擠壓進(jìn)入已成的土孔中，構(gòu)成由碎石所組成的大直徑密實(shí)樁體。松軟的地基或土體經(jīng)過(guò)振沖碎石樁法擠密的加固處理后，工程性能大幅度得到改善和提升，其主要原因有以下兩個(gè)方面：一是，直接加固了松軟的地基（土體），使之密實(shí)度明顯加大、強(qiáng)度提升、壓縮性降低、抗震性能有所增加；二是，在松軟的地基（土體） 中構(gòu)筑了比軟土本身剛度大若干倍的碎石樁體，構(gòu)成復(fù)合地基，一起承受上部傳來(lái)的荷載，當(dāng)基礎(chǔ)整體變形時(shí)，碎石樁體與樁間土經(jīng)過(guò)變形協(xié)調(diào)作用，強(qiáng)度高、剛度大的碎石樁體承受大部分荷載，樁間土體上承受的負(fù)載大大降低，從而明顯改善和提升了碎石樁復(fù)合地基的工程性能，使其整體強(qiáng)度增加、沉降及不均勻沉降變形均有所降低，并且總沉降期大幅度減小。本項(xiàng)目采用振沖碎石樁施工技術(shù)，利用振沖器的強(qiáng)力振動(dòng)可充分密實(shí)土層，防止其液化的產(chǎn)生并可進(jìn)一步提高其臨界水降比值，利于閘基的穩(wěn)定。

2.2 試驗(yàn)樁施工

試樁施工直接在振沖碎石樁施工范圍內(nèi)進(jìn)行布置，試驗(yàn)樁按工程樁要求進(jìn)行施工，檢測(cè)合格后可作為工程樁使用，檢測(cè)不合格則重新振沖或在旁邊加樁振沖。

首先用吊機(jī)將振沖器吊起垂直對(duì)準(zhǔn)樁位，啟動(dòng)水泵和振沖器，水壓控制在400～600KPa之間，水流量為每分鐘350～400L（噴水中心偏差≤50mm），將振沖器徐徐沉入土中，觀察此過(guò)程電流變動(dòng)范圍。提升振沖器進(jìn)行“清孔”兩次，造孔完畢，記錄整個(gè)成孔過(guò)程所用時(shí)間。向孔內(nèi)倒入碎石料，并將振沖器沉入孔內(nèi)進(jìn)行振密，記錄整個(gè)制樁過(guò)程共用時(shí)間和填料量。

觀察幾根試驗(yàn)振沖碎石樁的成樁過(guò)程和記錄數(shù)據(jù)：如果因地質(zhì)較差，碎石填料擴(kuò)散系數(shù)也較大，平均擴(kuò)散系數(shù)較大，每米填料量相應(yīng)增大，隨著制樁的增多填料量和擴(kuò)散系數(shù)會(huì)相對(duì)減少，可加快制樁進(jìn)度。將振沖碎石樁試樁施工情況統(tǒng)計(jì)列成表，經(jīng)分析比較取得該試樁區(qū)段施工技術(shù)參數(shù)。根據(jù)試樁結(jié)果推斷地基承載力和最終沉降量，確定最終的施工樁長(zhǎng)和終孔標(biāo)準(zhǔn)。此外，因樁尖地質(zhì)層為粗砂透水層，為防止碎石樁施工時(shí)透水層擊穿，發(fā)生管涌，采用碎石反濾層壓蓋進(jìn)行處理。

2.3 工程樁施工

（1）清淤、清理場(chǎng)地：平整場(chǎng)地至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后布置樁位，根據(jù)試樁結(jié)果，確定施工技術(shù)參數(shù)。

（2）放線、定位：測(cè)量放線后吊車就位，徐徐吊起振沖器，使其豎直、懸空，距地面10～20cm，并讓尖端對(duì)準(zhǔn)樁位，檢查水壓、電壓和振沖器電流是否正常。

（3）造孔：開啟高壓清水泵，注入高壓水，開動(dòng)振沖器，振沖器在壓力沖擊作用和振動(dòng)作用下豎直貫入地層至設(shè)計(jì)深度。

（4）清孔：造孔完畢后，將振沖器全部吊出后再對(duì)準(zhǔn)孔位，保持堅(jiān)直狀態(tài)，貫入孔底，進(jìn)行一次清孔排漿，記錄清孔過(guò)程，并根據(jù)實(shí)際成孔排漿情況，確定清孔次數(shù)。

（5）填料、振密、制樁：清孔完畢，控制室改用加密電流，并改變水壓，采取連續(xù)填料，分段振密的制樁方法。將振沖器提離孔口1.0～1.5m，用裝載機(jī)裝載石料傾倒至接料器向孔內(nèi)倒石料，每次填料數(shù)量視土質(zhì)條件而定，一般每次填料高度為0.5～0.8m。待石料沉入孔底后，再緩慢下沉振沖器，振密孔底樁體，當(dāng)振沖器工作電流達(dá)到規(guī)定的密實(shí)電流后，留振10～20s。循環(huán)上段工序，進(jìn)行下一段樁體的壓密工作直至孔口，則完成一根樁的制樁過(guò)程。

（6）清溝排污：打樁過(guò)程中，施工現(xiàn)場(chǎng)需要做好清溝工作，確保排污網(wǎng)絡(luò)暢通，避免泥漿漫淌。需要注意的是，沉淀后的泥漿需要用泥漿車出運(yùn)至棄土場(chǎng)排放，以確保施工場(chǎng)地整潔，實(shí)現(xiàn)文明施工。

（7）鋪設(shè)碎石墊層：振沖碎石樁處理完成后，在樁頂上鋪填50cm厚碎石墊層，全部處理范圍均采用20t振動(dòng)壓路機(jī)重疊輪跡碾壓至少二遍。

3、紅江攔河閘振沖碎石樁施工質(zhì)量控制措施

3.1 完善施工質(zhì)量控制制度

質(zhì)量體系的建立健全可以提供較為全面到位的質(zhì)量管理程序以及手段，從而提高領(lǐng)導(dǎo)以及有關(guān)人員對(duì)工程項(xiàng)目的監(jiān)管力度和管理水平，這對(duì)于提高工程質(zhì)量起著關(guān)鍵性的保障作用。所以，為了保障振沖碎石樁施工質(zhì)量，要根據(jù)IS09000質(zhì)量管理體系，結(jié)合企業(yè)自身特點(diǎn)，因地制宜，建立起符合企業(yè)自身的質(zhì)量管理體系以及評(píng)價(jià)制度，以此促進(jìn)工程的質(zhì)量管理工作，從而提升振沖碎石樁施工質(zhì)量管理水平。此外，還要及時(shí)完善施工質(zhì)量管理機(jī)制，協(xié)調(diào)施工環(huán)節(jié)和施工各個(gè)部門，明確施工范圍和施工責(zé)任，統(tǒng)一施工中的責(zé)任和權(quán)力，對(duì)施工責(zé)任進(jìn)行細(xì)化，從而落實(shí)責(zé)任制，以便在安全事故發(fā)生的時(shí)候能夠?qū)⒇?fù)責(zé)人員快速定位。（下轉(zhuǎn)第頁(yè)）

（上接第頁(yè)）

3.2 加強(qiáng)施工材料管理

當(dāng)前市場(chǎng)上工程材料較為豐富，種類多樣，質(zhì)量也各不相同，而施工材料是工程的基礎(chǔ)，所以為了保障工程質(zhì)量，就要保證施工材料合格。在原材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，及時(shí)進(jìn)行原材料、半成品材料、成品材料的見證取樣，同時(shí)見證取樣工作需由具備合格檢測(cè)資質(zhì)的檢測(cè)單位承擔(dān)，而不宜由施工單位承擔(dān)。檢測(cè)單位在完成工程材料的見證取樣后，對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)過(guò)程中必須嚴(yán)格遵循相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)試驗(yàn)流程，在確保工程材料質(zhì)量符合施工要求后才允許將其正式投入施工。在振沖碎石樁正式施工前，施工單位提供給監(jiān)理單位的質(zhì)量證明書、試驗(yàn)報(bào)告、說(shuō)明書等相關(guān)材料必須完整無(wú)誤。振沖碎石樁施工質(zhì)量提升的前提是對(duì)原材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)及控制，相關(guān)單位必須重視材料質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作，杜絕施工過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量低劣的材料及產(chǎn)品，更加主動(dòng)地控制振沖碎石樁整體質(zhì)量。

3.3 加強(qiáng)施工質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）復(fù)合地基承載力檢驗(yàn)：地基竣工驗(yàn)收時(shí)承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用復(fù)合地基荷載試驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量不小于總樁數(shù)的0.5%，且不少于3個(gè)點(diǎn)。施工結(jié)束后應(yīng)間隔一定時(shí)間進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，本工程要求間隔10d方可進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。（2）樁體檢驗(yàn)：?jiǎn)胃鶚队弥匦蛣?dòng)力觸探進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量不少于總樁數(shù)的0.5%，且不少于3根。（3）樁間土檢驗(yàn)：在處理深度內(nèi)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.4 強(qiáng)化施工安全控制

為了確保碎石施工安全生產(chǎn)，須重視起重施工安全，起重臂下嚴(yán)禁站人，吊機(jī)安裝振沖器時(shí)要對(duì)準(zhǔn)樁位，有起重工指揮。進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)要帶好安全帽（系安全帶），高處作業(yè)（配合起重，維修）但要求系安全帶。碎石樁施工人員要熟練掌握該施工工藝技術(shù)，并遵守相關(guān)的安全生產(chǎn)操作規(guī)程?，F(xiàn)場(chǎng)施工用電嚴(yán)格執(zhí)行“一機(jī)、一閘、一漏電開關(guān)”。施工人員要注意臺(tái)風(fēng)信息，注意施工現(xiàn)場(chǎng)的防臺(tái)工作。施工人員每月至少進(jìn)行一次安全學(xué)習(xí)或安全教育

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，振沖碎石樁體與樁體間被樁擠密的土組成復(fù)合地基，能夠大規(guī)模提升地基承載力，而且這種復(fù)合結(jié)構(gòu)在加固地基的同時(shí)還能夠構(gòu)成通暢的排水通道，綜合排滲能力隨之提高，液化可能性基本可以消除，工程造價(jià)低，在實(shí)際工程中應(yīng)用技術(shù)成熟。紅江攔河閘是一宗以灌溉引水為主，兼顧發(fā)電的大（2）型水閘，本次工程中，振沖碎石樁施工技術(shù)得到了良好的運(yùn)用，取得了顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

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