水利大壩地基振沖碎石樁處理施工工藝

費智鋒

摘要：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。文章結(jié)合工程案例，對水利工程振沖碎石樁施工工藝及質(zhì)量控制進行了分析，以便不斷提高施工水平。

關(guān)鍵詞：水利大壩；振沖碎石樁；施工工藝

地基作為水利大壩工程的基礎(chǔ)，對工程建筑穩(wěn)固性、可靠性、安全性等的提高都具有重要的作用。因此，相關(guān)工作人員必須提高重視，運用科學(xué)、合理、適宜的施工技術(shù)，以優(yōu)化地基施工設(shè)計，提高地基施工的效果。目前應(yīng)用效果較好的地基處理技術(shù)是振沖碎石樁技術(shù)，利用振沖過程中振動將碎石擠入泥中，形成排水通道，同時置換出部分淤泥，形成樁體，構(gòu)成復(fù)合地基。其中既有置換作用，又有排水固結(jié)作用，同時還有擠密及預(yù)震作用，使在地基發(fā)生根本性變化，形成復(fù)合地基，增強地基承載力。經(jīng)過振沖碎石樁技術(shù)處理的地基，可以有效地滿足工程建筑對承載力的要求，提高工程建筑的質(zhì)量。

一、工程實例

某水庫工程是新建的中型水利工程，位于珠江流域。水庫設(shè)計總庫容2506.5萬立方米，設(shè)計灌溉面積5.19萬畝。根據(jù)地質(zhì)情況，對壩基河床部位的淤泥質(zhì)地基沖洪積淤泥質(zhì)粘土（Qap14）、第四系湖積（Q1）淤泥層、含砂粘土（Qap13）、含礫淤泥質(zhì)粘土（Qap12）等進行振沖處理，振沖加固采用滿堂加固，碎石樁孔距1.5m排距1.3m，呈等邊三角形布置，加固面積47168.5m²，振沖后的面積置換率為m=0.25。

二、水利工程中振沖碎石樁施工工藝

1、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(fēng)化料作為振沖平臺。回填料選用左岸輸水（導(dǎo)流）隧洞明挖段風(fēng)化料和洞挖渣料。

（2）布置場內(nèi)運輸?shù)缆?、道路兩邊的排水盲溝、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)。

（6）進行施工技術(shù)交底。在施工的各項準備工作完成后，施工前由技術(shù)負責(zé)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。

2、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）施工過程中質(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±10cm，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(yù)先標注在振沖器導(dǎo)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。

三、水利大壩地基振沖碎石處理施工控制

1、樁長控制

水上施工的樁長根據(jù)海平面的潮落位控制。首先在施工前，在每根振沖樁施工前測量水深，作為振沖器造孔終止深度的依據(jù)，同時根據(jù)勘察報告加固軟弱層深度和造孔電流最終確定成孔深度。并且在加密快完成時，再次測量水深確定制樁的樁頂標高。在振沖器和導(dǎo)管安裝完后，應(yīng)用鋼尺丈量并在振沖器和導(dǎo)管標出長度標記，一般0.5m為一段，使操作人員據(jù)此控制振沖器入土深度；施工中當水面出現(xiàn)上漲或下降時，根據(jù)水尺的標記，確定水位高程和振沖器上的標尺，確定振沖器入土深度。

2、填料控制

本工程所用樁體材料堅硬、具有一定的強度、水穩(wěn)定型好，不易風(fēng)化且級配良好且碎石含泥量不大于5%的碎石。碎石進場后使用前需要按照有關(guān)要求進行復(fù)試，合格后方能用于施工。

拋石船孔口上料使用斗容為0.5～1.5m3的反鏟挖掘機，挖掘機將石料轉(zhuǎn)倒進設(shè)置在作業(yè)平臺邊沿上的上料斗中。上料斗將升起，投放到導(dǎo)桿上端的接料斗內(nèi)，完成一次投料過程。改變傳統(tǒng)的投料方式可以確保投料的準確性和及時性，可提高施工效率。

3、成孔質(zhì)量控制

水下施工時，表層土有淤泥存在，特別是在水下成孔時水流可能會受到海水影響，制約上流水流攜帶泥砂的能力。因此為保證成孔質(zhì)量，確保石料能夠順暢進入孔內(nèi)，保證成樁質(zhì)量，在水下成孔時采用大水量沖孔?？梢钥紤]在振沖器的減振器處將水管開孔，加強沖孔攜渣能力。加密過程中，碎石樁會含一定的粘土，影響樁體碎石顆粒的嚙合，從而降低樁體強度，為減少樁體的含泥量，施工中應(yīng)加大加密水壓，延長清孔過程，多次提拉振沖器至孔口，減慢加密速度。

四、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。