基础工程中振冲碎石桩应用技术研究

金永庆 叶宝祥 陈平

摘 要：振冲碎石桩可通过对软弱地基进行置换及挤密形成复合地基，以提高地基变形模量和承载力，改善地基不均一性，减少不均匀沉降，并有效防止地基地震液化。作为一种较成熟的地基处理方法，该方法已得到广泛应用，但一般处理范围较小且处理深度不大。本文就南水北调中线某渠道倒虹吸软弱地基采用振冲碎石桩加固的施工工艺、常见问题与处理措施作简单介绍，为类似工程提供参考。

关键词：渠道倒虹吸；粉质粘土；人工填土；振冲碎石桩；

1 工程概述

南水北调中线某渠道倒虹吸建筑物，管身段为2联×2孔箱型钢筋混凝土结构，单孔过水断面为6.9m×6.9m（宽×高）。其进出口段坐落在粉质粘土、重粉质壤土软弱地基上，设计要求采用振冲碎石桩加固基础，有效加固深度为9～11.1m，桩位采用等边三角形排布，桩径0.8m，桩距1.2m，设计复合地基承载力特征值250kpa，压缩模量10Mpa。

2 工艺原理及特点

振冲碎石桩是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，使振动器产生高频振动，同时启动水泵，通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的共同作用下，将振动器沉到土中的预定深度，经清孔后，从地面向孔内逐层填入碎石，使其在振动作用下被挤密实，达到要求的密实度后即可提升振动器，如此重复填料和振密，直至地面，形成密实桩体与原地基构成的复合地基，从而提高地基承载力，减少沉降和不均匀沉降。

3 施工方法

3.1 振冲试验确定的施工参数

根据振冲碎石桩试桩结果，确定施工参数如下：

（1）桩位按等边三角形布置，桩径800mm，桩中心距为1200mm，桩长为9～11.1m。

（2）成孔电流50～70A，成孔水压0.4～0.6MPa。

（3）振密电流70～85A，留振时间10～20s，提升高度≤50cm，填料水压0.1～0.4MPa， 充盈系数≥1.05。

3.2 施工流程

振冲碎石桩施工流程：场地整理→测定桩位→装机就位→成孔→清孔→填料→振实→桩机移位→成孔（如此循环）。

（1）场地平整：基坑开挖至高于设计高程1m处（即预留表层土1m），对处理区进行平整，对位于边坡面的桩，修整成阶梯式施工平台以便于机械就位施工。

（2）测量放样及布桩：根据设计桩距测定桩位并以竹签作标志，编排桩位编号，方便施工过程记录。

（3）装机就位：移动桩机至预定位置就位，使振冲器锥尖正对桩孔中心点，振冲器处于自然铅垂状态。

（4）造孔

1）振冲器对准桩位，对准偏差控制在50mm以内。先开启压力水泵，振冲器末端出水口喷水后，再启动振冲器开始造孔，造孔过程中振冲器处于悬垂状态。

2）造孔速度和能力取决于地基土质和振冲器类型及水冲压力等，施工中控制最大造孔速度不大于2m/min。

3）松散粉细砂、粉土、淤泥土等易被压力水冲刷，造孔深度可小于设计深度300mm以上。待倒入填料后振冲器夹带石料再向下贯入至设计深度，减轻压力水冲刷破坏设计孔深下的土层。

4 常见问题及处理措施

5 质量检查与注意事项

（1）桩体骨料采用粒径3～10cm的碎石、卵石，含泥量≤5%。

（2）振冲器喷水中心与孔径中心偏差≤50mm，满足要求后再行成孔。

（3）成孔中心与设计孔位中心偏差≤100mm。

（4）桩体直径偏差<50mm。

（5）成孔深度与设计深度偏差不超过20cm。

（6）复合地基承载力试验检验数量为桩数的0.5%，且不少于3根，承载力特征值250KPa。

（7）施工中当地面出现下沉或淤积抬高时，振冲器入土深度也要做相应的调整，以确保成桩长度。

（8）为保证加密电流和留振时间准确，施工中采用电气自动控制装置。在振冲施工过程中，设定的加密电流，留振时间可能发生变化，应及时核定和调整。

6 结语

本工程实例表明，振冲碎石桩方法在处理粉质粘土、重粉质壤土及人工填土软弱地基方面效果良好，该方法施工简单，技术可靠，可就地取材，施工速度快，在保证质量和缩短工期方面達到了预期效果。

参考文献

[1]李进元. 振冲碎石桩法地基处理在阴坪水电站中的应用[J]. 岩石力学与工程学报，2013，S1：2968-2976.

[2]周杰. 振冲碎石桩复合地基在复杂临海填海地层中的应用研究[D].中国地质大学（北京），2013.