試析振沖碎石樁在水利工程施工中的應用

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備并采取相應工程措施，在復雜工程地質條件下，可以應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用進行了分析，并在此基礎上對其施工流程加以規范，為提升水利工程整體質量提供了可靠的技術支撐。

關鍵詞： 振沖碎石樁；水利工程；施工流程；概況

水利工程是國家基礎工程，在各個地方都得到重視，其工程質量更是重中之重，振沖碎石樁地基處理技術以其獨特的優勢在水利地基加固工程中的應用范圍不斷擴大。廣泛適用于處理砂土、粉土、粉質黏土、素填土和雜填土等軟弱地基。并且在工程中施工速度快，質量容易控制，是一種有效、簡便、經濟的地基施工方法。文章結合工程資料和現場考察結果，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成的密實樁體。 振動水沖法是1937年由德國凱勒公司設計制造出的具有現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在很多地基施工中都得到了廣泛地應用，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。由于振沖區淤泥層較厚，屬軟塑狀淤泥，機械無法進入施工。經項目部提出，業主、監理、設計、施工單位四方協商后決定對振沖區回填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、布置場內運輸道路、道路兩邊的排水盲溝、縱向排水溝、料場、沉淀池及清水池，準備好照明設施以便夜間施工。

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

4、測量放樣及布樁。按設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。

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

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，待振沖器運轉正常后，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

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

4、淤泥處理

振沖產生的大量淤泥，由排污溝匯集到沉淀池，經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。

5、質量控制

經現場試驗確定的施工參數為造孔電流為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、加密段長四個要數是確保工程質量的關鍵所在。施工時密實電流和留振時間采用自動控制系統，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，會同現場監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，試驗數量為：每300根樁隨機抽取1根進行檢驗，但總數不少于3根，抽樣應有代表性，土質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所對應的荷載（b和d分別為壓板寬度和直徑）。②、當Q-S線上出現明顯的拐點時，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的荷載，大于設計要求的100Kpa以上，即視為單樁復合地基達到設計要求。

3、碎石樁樁體密實度檢驗

抽樣數量為總樁數的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相應的擊數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、利用原始參數進行質量鑒定

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

五、結束語

綜上所述，振沖碎石樁技術的引用，對于提高我國水利工程施工建設質量有很大的幫助，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中應用該項技術可以更加便捷可靠地控制地基沉降量的問題，而且具有經濟性、實用性等優點，推動我國水利工程建設快速安全穩定的向前發展，確保我國經濟效益得到最大程度的優化?！?/p>

參考文獻

[1] 田福文.振沖碎石樁在湘江航電砂礫石基礎中的應用[J]. 湖南水利水電. 2012（03）.

[2] 文江云.黃溝一庫除險加固工程振沖碎石樁設計[J]. 陜西水利. 2012（02）.

[3] 馬永峰，周丁恒，張志豪，曹力橋.大型石化地基振沖碎石樁處理現場試驗研究[J]. 巖土力學. 2015（S1）.

[4] 黎桂香.碎石樁復合地基承載力計算新探討[J]. 廣東水利水電. 2010（06）.

[5] 季鈺.振沖碎石樁在發生渠進水閘工程中的應用[J]. 水利科技與經濟. 2013（08）.