試析振沖碎石樁在水利工程施工中的應(yīng)用

張要彬+匡長路

摘 要： 振沖碎石樁可通過對軟弱地基進行置換及擠密形成復合地基，以提高地基變形模量和承載力，減少不均勻沉降，并有效防止地基地震液化。作為一種較成熟的地基處理方法，該方法已得到廣泛應(yīng)用，但一般處理范圍較小且處理深度不大。通過使用大功率機械設(shè)備并采取相應(yīng)工程措施，在復雜工程地質(zhì)條件下，可以應(yīng)用振沖碎石樁對地基進行大面積、大深度處理，并有效解決地基砂土液化問題、承載力問題及抗剪強度問題。本文通過工程實例，對振沖碎石樁在水利工程中的應(yīng)用進行了分析，并在此基礎(chǔ)上對其施工流程加以規(guī)范，為提升水利工程整體質(zhì)量提供了可靠的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞： 振沖碎石樁；水利工程；施工流程；概況

水利工程是國家基礎(chǔ)工程，在各個地方都得到重視，其工程質(zhì)量更是重中之重，振沖碎石樁地基處理技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢在水利地基加固工程中的應(yīng)用范圍不斷擴大。廣泛適用于處理砂土、粉土、粉質(zhì)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(zhì)量容易控制，是一種有效、簡便、經(jīng)濟的地基施工方法。文章結(jié)合工程資料和現(xiàn)場考察結(jié)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(zhì)量，制定詳盡適合的施工方案，以便不斷提高施工水平。

一、振沖碎石樁的概況

振沖碎石（砂）樁擠密法是指碎石樁法和砂樁合稱為粗顆粒土樁，是指用振動、沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后，再將碎石或砂擠壓入土孔中，形成大直徑的碎石或砂所構(gòu)成的密實樁體。 振動水沖法是1937年由德國凱勒公司設(shè)計制造出的具有現(xiàn)代振沖器雛形的機具，用來擠密砂石地基獲得成功。20世紀60年代初，振沖法開始用來加固粘性土地基，由于用料是碎石，故稱為碎石樁。振沖碎石樁施工技術(shù)在很多地基施工中都得到了廣泛地應(yīng)用，尤其是加固松砂地基、軟土地基和粘土地基，碎石擠密樁具有良好的施工效果，能夠更好的減少松散砂土之間的空隙，同時也能將碎石和原有的地基土進行復合，提升地基上部荷載承載力。

二、水利工程振沖碎石樁施工準備

1、振沖平臺填筑。由于振沖區(qū)淤泥層較厚，屬軟塑狀淤泥，機械無法進入施工。經(jīng)項目部提出，業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計、施工單位四方協(xié)商后決定對振沖區(qū)回填1.5m～2m的洞渣料和風化料作為振沖平臺?；靥盍线x用左岸輸水（導流）隧洞明挖段風化料和洞挖渣料。

2、布置場內(nèi)運輸?shù)缆贰⒌缆穬蛇叺呐潘?、縱向排水溝、料場、沉淀池及清水池，準備好照明設(shè)施以便夜間施工。

3、把振沖場地分為57個小區(qū)，每個區(qū)為一個單元，分區(qū)設(shè)置縱向、橫向排污溝，保證泥漿及時排放到沉淀池，滿足環(huán)保要求。

4、測量放樣及布樁。按設(shè)計布樁形式總體布樁，每個單元樁位單獨編號，測量放線時按各單元編號，每個樁位都用竹樁編號定位，布樁誤差控制在2cm內(nèi)。

5、在設(shè)計指定場地進行現(xiàn)場成樁試驗，通過現(xiàn)場試驗確定了滿足設(shè)計要求所需的施工機具、施工工藝和技術(shù)參數(shù)，以此作為施工的依據(jù)。在施工的各項準備工作完成后，施工前由技術(shù)負責人根據(jù)試樁結(jié)果及設(shè)計要求向全體施工人員進行技術(shù)交底。

三、水利工程振沖碎石樁施工流程

振沖時采用排打法施工，所有振沖器一字形排開，從振沖區(qū)下游邊逐漸向上游邊推進。

1、造孔

開動高壓水泵沖水，啟動自動控制系統(tǒng)，待振沖器運轉(zhuǎn)正常后，使振沖器徐徐貫入土中，振沖器下降速率控制在0.5-2.0m/min，造孔水壓宜控制在0.3Mpa～0.8Mpa。

2、清孔

造孔結(jié)束后，將振沖器提出孔口，再以較快速度從原孔貫入，使樁孔暢通，為了便于填料加密，可將振沖器提升2-3次。

3、填料加密

向孔內(nèi)傾倒部分石料壓底，然后用振沖器反插至設(shè)計標高后上提30-50cm，待達到加密電流和留振時間后，可依次向上分段加密，加密段長度應(yīng)符合設(shè)計要求，控制在30-50cm，加密水壓宜控制在0.1Mpa～0.5Mpa。

4、淤泥處理

振沖產(chǎn)生的大量淤泥，由排污溝匯集到沉淀池，經(jīng)沉淀后清水放入下游河道，污泥用泥漿泵抽至密封車，由密封車運至5km外的攔渣壩內(nèi)。

5、質(zhì)量控制

經(jīng)現(xiàn)場試驗確定的施工參數(shù)為造孔電流為100～140A，造孔水壓為0.3MPa～0.8MPa，造孔速度不宜超過2m/min，加密電流為80～100A，加密水壓為0.1MPa～0.5MPa，留振時間為8～15s，加密段長小于50cm，填料量指標每延米不小于0.7m3為參考值，樁距允許偏差±10 cm，樁徑不小于0.8m，成孔中心與定位中心偏差不得大于10cm，樁頂中心與定位中心不得大于20cm。

填料量、密實電流、留振時間、加密段長四個要數(shù)是確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵所在。施工時密實電流和留振時間采用自動控制系統(tǒng)，每次的提升度高預先標注在振沖器導桿上，填料方式采用連續(xù)填料。

施工過程中詳細記錄了樁號、單樁造孔起、止時間、造孔水壓、清孔時間、每個加密段長、每個加密段起止時間、每個加密段填料量、單樁填料量、加密電流、加密水壓，會同現(xiàn)場監(jiān)理工程師對每個孔進行孔位、孔深、孔斜和清孔驗收，同時對碎石樁的樁距、樁徑按2%的抽查率抽查。

四、碎石樁質(zhì)量驗收標準與檢驗方法

1、單樁復合地基處理效果檢驗

振沖碎石樁施工完成1月以上后（前期施工過振沖碎石樁養(yǎng)護期己超過），即進行單樁復合地基的靜載荷壓板的試驗，試驗數(shù)量為：每300根樁隨機抽取1根進行檢驗，但總數(shù)不少于3根，抽樣應(yīng)有代表性，土質(zhì)較差的地段抽樣不少于2根。

2、復合地基承載力檢驗

靜載荷壓板試驗是判定振沖碎石樁復全地基承載力的最主要、最直接和最真實的試驗方法，試驗的安全系數(shù)取1.5-2.0。試驗確定振沖碎石樁復合地基的極限承載力是否能達到設(shè)計要求的沉降量計算標準：①、以粘性土為主的地基，取s/b或s/d=0.2所對應(yīng)的荷載（b和d分別為壓板寬度和直徑）。②、當Q-S線上出現(xiàn)明顯的拐點時，此拐點視為本復合地基的承載力極限值，可取該比例極限所對應(yīng)的荷載，大于設(shè)計要求的100Kpa以上，即視為單樁復合地基達到設(shè)計要求。

3、碎石樁樁體密實度檢驗

抽樣數(shù)量為總樁數(shù)的5%，檢驗方法采用重Ⅱ型動力觸探測試，選取樁間土形心位置，取與貫入量10cm相應(yīng)的擊數(shù)平均什確定復合地基承載力標準值。平均值取值范圍為樁頂或樁間土自然地面以下淤泥層1cm至樁端之間。

4、利用原始參數(shù)進行質(zhì)量鑒定

振沖器配合碎石樁施工質(zhì)量自動監(jiān)控記錄裝置，進行連續(xù)的記錄，監(jiān)控碎石樁的整個造孔、制樁施工中的各種原始參數(shù)，以便檢查每米樁終孔電流、每段樁密實電流及留振時間，作為質(zhì)量鑒定的主要依據(jù)。

五、結(jié)束語

綜上所述，振沖碎石樁技術(shù)的引用，對于提高我國水利工程施工建設(shè)質(zhì)量有很大的幫助，不僅使得地基載重的能力大大提高，也使地基凝固的速率大大提升。在水利工程施工建設(shè)中應(yīng)用該項技術(shù)可以更加便捷可靠地控制地基沉降量的問題，而且具有經(jīng)濟性、實用性等優(yōu)點，推動我國水利工程建設(shè)快速安全穩(wěn)定的向前發(fā)展，確保我國經(jīng)濟效益得到最大程度的優(yōu)化?！?/p>

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