振沖碎石樁在水庫(kù)工程地基處理中的應(yīng)用分析

胥歡

【摘要】結(jié)合固原市原州區(qū)喬家溝水庫(kù)工程泄洪涵洞地基加固處理范例，簡(jiǎn)要探討分析了振沖碎石樁法處理地基的方法和具體處理環(huán)節(jié)、過程、效果；使得經(jīng)過處理的地基承載力得到一定程度提高，滿足了設(shè)計(jì)要求；該方法具有施工操作簡(jiǎn)單、工期短、工程造價(jià)低等特點(diǎn)，并在固原市水庫(kù)建設(shè)中首次應(yīng)用，將為類似工程地基處理提供可借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】振沖碎石樁；基礎(chǔ)；處理；寧夏原州區(qū)

【Abstract】This paper briefly analyzes and analyzes the method and the specific treatment process， process and effect of the vibrating gravel pile method， so that the bearing capacity of the treated foundation is improved to a certain extent. In this paper， the foundation of the foundation of the Qiangjiagou reservoir project in Guyuan District of Guyuan City is analyzed， Which has the characteristics of simple operation， short construction period and low project cost. It is applied for the first time in the construction of Guyuan reservoir， which will provide reference for similar engineering foundation treatment.

【Key words】Vibrating gravel pile；Foundation；Treatment；Ningxia Yuanzhou district

1. 工程概況

1.1主要技術(shù)指標(biāo)。

（1）固原市原州區(qū)喬家溝水庫(kù)地處茹河流域小河上游右岸一級(jí)支流母家河出口處，位于原州區(qū)河川鄉(xiāng)喬家溝村，距固原市約15Km，控制面積為34.5 Km2。水庫(kù)由土壩和泄洪建筑物組成。土壩為均質(zhì)土壩， 設(shè)計(jì)壩頂高程1576.40m，最大壩高29.2m，總庫(kù)容548.80萬m3，屬小（1）型水庫(kù)，壩軸線長(zhǎng)213.0m，設(shè)計(jì)壩頂寬8.0 m，水庫(kù)下游坡腳設(shè)貼坡排水體。

（2）泄洪建筑物布置于土壩左岸，由引渠、進(jìn)口段、水塔、泄洪涵洞、泄洪明渠、泄洪陡坡、消力池及海漫段組成。

1.2建筑物工程地質(zhì)。

1.2.1地層巖性。

根據(jù)鉆孔和探井揭露，輸水建筑物基礎(chǔ)分布有第四系全新統(tǒng)沖洪積角礫（Q42apl）；第四系全新統(tǒng)沖洪積砂壤土、角礫（Q41apl）；第四系上更新統(tǒng)馬蘭組黃土（Q3m）；第四系上更新統(tǒng)沖洪積細(xì)砂（Q3apl）；新近系紅柳溝組砂質(zhì)泥巖（N1h）等地層構(gòu)造之上。

1.2.2地質(zhì)評(píng)價(jià)。

地質(zhì)實(shí)驗(yàn)成果表明，由于黃土、砂壤土具濕陷性且承載力較低，不宜作為基礎(chǔ)持力層，非濕陷性黃土、角礫、細(xì)砂層、砂質(zhì)泥巖為良好的基礎(chǔ)持力層，泄洪涵洞地基建議座落在角礫、砂質(zhì)泥巖上。

2. 工程設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)理念。

（1）振沖碎石樁法適用于角礫、砂土、粉土、粉質(zhì)粘土、素填土和雜填土等地基處理，主要用來提高地基承載力，減少地基沉降量，同時(shí)可用來提高土坡的抗滑穩(wěn)定性或提高土體的抗剪強(qiáng)度及地基液化處理。

（2）振沖碎石樁復(fù)合地基是將碎石、砂或砂石混合料擠入已成的孔中，形成密實(shí)砂石豎向增強(qiáng)體的復(fù)合地基。根據(jù)喬家溝水庫(kù)泄洪涵洞地基承載力計(jì)算成果，涵洞底板位于角礫（Q41apl）上，允許承載力[R]=200KPa，不能滿足設(shè)計(jì)要求。由于涵洞基礎(chǔ)所處位置較低，地下水位高，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件，分析比較后，決定涵洞基礎(chǔ)采用振沖碎石樁進(jìn)行加固處理。

2.2設(shè)計(jì)成果。

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012 及參考有有關(guān)工程實(shí)例，設(shè)計(jì)振沖碎石樁法采用55kw振沖器，地基處理范圍根據(jù)建筑物重要性和場(chǎng)地條件確定，本次設(shè)計(jì)按基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大2排樁考慮，采用對(duì)稱軸線多排布樁，樁徑1100mm，樁間距采用1.4m，樁長(zhǎng)根據(jù)角礫層深度確定最大為6.6m，最小深度6.4m，填料粒徑采用50mm-100mm，含泥量不大于5%碎石，樁體施工完后將頂部預(yù)留0.3m的松散樁體挖除，鋪設(shè)0.3m的墊層并壓實(shí)，振密孔施工順序宜逐點(diǎn)逐行進(jìn)行。

復(fù)合地基承載力計(jì)算：

fspk =[1+m（n-1）]fsk

m=d02 de2

式中：fspk ——復(fù)合地基承載力特征值，KPa；

fsk ——處理后樁間土承載力特征值，可按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定，無經(jīng)驗(yàn)值時(shí)砂土可取原天然地基承載力特征值的1.5倍，本次設(shè)計(jì)按原天然地基承載力特征值的1.5倍考慮=1.5×200=300KPa；

m ——面積置換率；

d0——樁長(zhǎng)范圍內(nèi)的平均樁徑，1.1m；

de——單樁等效影響圓直徑，對(duì)稱軸線多排樁相當(dāng)于正方形布樁，de=1.13s，m；

S ——樁的間距，1.4m；

n——樁土應(yīng)力比，無實(shí)測(cè)資料時(shí)取1.5-3，本次取3。

經(jīng)計(jì)算，復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

3. 施工方法

3.1工藝流程。

振沖碎石樁工藝流程為：定位→造孔→成孔→填料振沖→振沖成樁→松散樁挖除→墊層壓實(shí)→通過靜荷載實(shí)驗(yàn)復(fù)核地基承載力等程序。endprint

3.2施工準(zhǔn)備及注意的問題。

（1）根據(jù)施工要求，準(zhǔn)備好臨時(shí)道路用于施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)，整平場(chǎng)地，清除樁基范圍內(nèi)的高空、地面、地下障礙物；架空高壓線距鉆機(jī)龍門架不得小于10m；修設(shè)設(shè)備、材料進(jìn)出行走道路，做好排水措施。

（2）按設(shè)計(jì)要求布置進(jìn)行測(cè)量放線，定出樁基軸線，先定出中心，再引出兩側(cè)，并將樁的準(zhǔn)確位置測(cè)設(shè)到地面，并測(cè)出每個(gè)樁位的實(shí)際標(biāo)高，場(chǎng)地外設(shè)2～3個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，以便隨時(shí)檢查之用。

（3）仔細(xì)檢查鉆機(jī)設(shè)備及起重工具；鋪設(shè)水電管網(wǎng)，進(jìn)行設(shè)備架立組裝和碎石樁試打樁。

（4）準(zhǔn)備好樁基工程沉樁記錄和隱蔽工程驗(yàn)收記錄表格，并安排好記錄人員。正式施工前應(yīng)先做振沖碎石樁試驗(yàn)樁，其數(shù)量以滿足復(fù)合地基承載力實(shí)驗(yàn)為準(zhǔn)。

4. 振沖碎石樁主要技術(shù)參數(shù)控制

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、分析、比較，振沖碎石樁實(shí)驗(yàn)樁主要技術(shù)參數(shù)如下：

（1）造孔水壓控制在0.4～0.6Mpa，造孔速度1.0～1.5m/min；

（2）有效加密電流控制在70A左右；

（3）孔深允許偏差±20cm；

（4）粧體直徑允許偏差±5cm；

（5）填料振沖水壓控制在0.6～0.8Mpa，填料為含泥量≦5%的破碎石；

（6）留振時(shí)間為10～15s；

（7）加密段控制長(zhǎng)度為500～800mm。

5. 復(fù)合地基承載力檢測(cè)

喬家溝水庫(kù)工程2016年10月26日寧夏自治區(qū)水利廳以寧水計(jì)發(fā)〔2016〕123 號(hào)下發(fā)批復(fù)，核定工程概算總投資 4962.62 萬元，同年11月30日完成土建工程招標(biāo)。2017年4月20日寧夏德坤巖土工程有限公司完成了涵洞基礎(chǔ)振沖碎石樁實(shí)驗(yàn)樁施工，2017年5月18日經(jīng)寧夏工程物探勘察研究院有限公司對(duì)振沖碎石復(fù)合地基承載力進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)報(bào)告表明涵洞地基承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求的承載力值。2017年6月30日施工單位完成全部振沖碎石樁施工及檢測(cè)工作，碎石振沖取得了預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274-2001，中國(guó)電力出版社，2002年.

[2]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）.

[3]《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004）.

[4]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）.

[5]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012.

[6]《原州區(qū)喬家溝水庫(kù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告》，寧夏水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院.endprint