振冲碎石桩施工技术在水闸地基处理中的应用

王龙飞

摘要：我们水闸施工过程中遇到了软弱土层，不能满足闸基础设计要求，我们采用了振冲碎石桩施工技术，满足了地基设计承载力。

关键词：水利水电；振冲碎石桩施工技术；水闸地基处理；应用

××××工程区位于北京市永定河冲洪积扇中西部平原区，地形开阔平坦。地面高程20～28m，工程区表层普遍堆积有厚度不等的人工填土，其下为第四系冲积物（Qal）。

工程包括四座水闸，以其中一座水闸为例，主要技术参数：泄洪流量299m3/s（100年一遇），7孔，每孔净宽6m，总净宽为42m，闸室段长12m，上游连接段30m，下游连接段50m。根据建设单位提供的勘测成果：

××闸址区地下水类型为潜水、层间水类型，第一层地下水埋深3～4.5m，含水层主要为③粉砂，为潜水；第二层地下水埋深为7.3～8.7m，含水层为④粉土和⑤粉细砂，其中粉细砂为主要赋水层，为层间水。闸底板高程17.4m，底板基本置于④2粘土上，层厚0.5～3.4m，地基承载力标准值fka=80kpa

1水文、工程地质分析

闸区内地基持力层为粉土层、粉质粘土、粘土或粉细砂互层，承载力标准值仅为80～140kPa，且粉土、粉细砂层存在液化问题，不能满足闸基础设计要求。依据《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》DL/T 5214-2005 P3页“3.0.3振冲法的适用范围：适用于碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土及湿陷性土等地基的加固处理。”设计采用振冲碎石桩地基处理方案，处理后地基承载力需达到180 kPa，消除或部分消除地基液化。

2振冲碎石桩施工技术要点

2.1主要技术参数

施工料源来自于河北地区，自行采购，采用卵石或碎石，规格40～100mm，含泥量不大于5%，要求质地坚硬。振冲碎石桩设计桩径d=800mm，桩距s=1800mm，正三角型布桩。桩长L=6.4～12m，复合地基承载力标准值fk不小于180kPa，并消除或部分消除液化。采用BJ-45kW型振冲器，制桩电压为380V，加密电流为70～75A，留振时间10s，桩头部分可延长至15s，成孔水压0.4～0.6MPa，制桩水压0.2～0.4MPa。

2.2质量标准

1.造孔及制桩应符合下列规定：

1） 振冲器喷水中心桩位偏差不得大于50mm；2） 振冲器对准桩位，偏差应小于100mm；3） 造孔过程中振冲器应处于悬垂状态，施工用电允许偏差380±20v；孔位如发现偏移应及时纠正； 4） 造孔水压控制在0.4～0.6MPa，造孔速度宜不大于0.5m/min； 5） 造孔深度應达到设计桩底标高以上0.3～0.5 m。

2.桩体加密应符合下列规定

1） 加密电流、留振时间、加密段长度、填料量应达到设计规定的技术参数；2） 加密电流、留振时间应采用自动控制系统控制，不得采用人工控制；3） 加密段长应控制在300～500mm；4） 加密时从孔底开始，逐段向上，中间不得漏振；5）填料采用连续填料，每次填料应保证孔内石料高度不大于500mm；6） 加密时水压一般控制在0.2～0.4Mpa；7）成桩后桩体密实度重型动力触探自检击数达到设计要求。8）成桩后，桩顶中心与设计桩位中心偏差不得大于0.20d（d为桩直径）；9）施工造孔深度允许与设计深度允许偏差±200m。

3.制桩顺序采用排打法

（1）填料方式采用连续填料方式；

（2）试验桩施工每根桩造孔时每贯入1m应记录一次电流、水压、时间；加密时每1m分段记录电流、水压、时间、填料量。

2.3质量保证措施

（1）施工人员严格按施工参数及操作方法进行施工；（2）采用自动控制系统控制加密电流及留振时间，以减少人为因素造成的偏差；（3）振冲器导管每隔1m焊一长钢筋，每隔0.5m焊一短钢筋，作为深度标志，以控制桩长及加密段长度；（4）施工过程中，随时检查振冲器空载电流，施工记录、填料量、桩径、控制仪表进行检查。（5）技术人员严格把关，对每天的施工情况进行统计、分析，发现情况及时解决。

2.4振冲桩施工

（1）清理场地，接通电源、水源；（2）施工机具就位，起吊振冲器对准桩位；（3）造孔：开动高压水泵冲水，启动动力箱，使用BJ-45型振冲器，待振冲器运行正常以后，使振冲器徐徐贯入土中，直至设计桩底标高以上30cm。（4）清孔：将振冲器提出孔口，再较快地从原孔贯入，使桩孔畅通，为了有利于填料加密，可将振冲器提升1～2次。（5）填料加密：向孔内倾倒一部分填料，当达到设计规定的加密电流和留振时间后，将振冲器上提继续进行下一段次加密，每段加密长度应符合设计要求；（6）重复上一步骤工作，自下而上，直至孔口；（7）关闭振冲器，关水，制桩结束。

2.5试验检测

1.振冲施工结束后，应对桩的数量、桩径、桩位偏差、桩体密度、桩间土处理效果、复合地基承载力及变形模量等进行检测与验收。

2.检测试验应在振冲施工结束并达到恢复期后进行，一般砂土恢复期不少于7天，粉土不少于15天，黏性土不少于30天。

3. 载荷试验检测点数量应为每200～400根桩抽检1点，且检测点的总数不得少于3点。

4. 载荷试验检测点应按下列原则布置：具有代表性和均匀性，建（构）筑物的重要部位，不同工程地质条件的代表性区域、施工中出现异常的地段。

5.每个试验区检测要求如下：静力荷载试验点3个，其中，复合地基静载点2个，单桩静载点1个，检测复合地基及单桩承载力特征值；标准贯入点3个，检测桩间土强度；重型动力触探点3个，检测桩体强度。

3结束语

振冲碎石桩在实际中的应用适用范围较广，可以在不同种类的软弱地基中起到良好的施工效果，同时在振冲碎石桩施工技术的应用中需要根据软弱地基的特征及工程要求来确定其技术的应用方法，以此来保证施工技术的应用可以符合规定的施工标准要求，并做好相应的技术质量控制工作，使得施工技术的应用可以达到对地基进行稳定加固的效果。

参考文献：

[1]《水电水利工程振冲法地基处理技术规范》（DL/T5214-2005）.

[2]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012.

[3]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）.

（作者单位：北京诺和兴建设工程有限公司）