振沖樁在病險水庫基礎處理中的應用

1、振沖樁在病險水庫基礎處理中的應用顧富星，岳桃麗( 廣東省肇慶市水利水電勘測設計院，廣東 肇慶 526040）【摘要】 本文介紹了振沖樁法的特點、適用范圍，并以潘家地水庫為例說明振沖樁法在該病險水庫基礎處理中的應用，結果表明壩體振沖后，強度普遍提高。關鍵詞：振沖樁 ；病險水庫；基礎 GU Fu-xing,YUE Tao-li (The institute of design in ZhaoQing sity of Guang Dong, ZhaoQing ,Guang Dong,526040)Abstract：The properties and range of vibro cast pile

2、 is introduced in this paper,and the application of it is illuminated taken an example of dangerous reservoir of Pan Jachong,The rusuilts show that the strength of dam is improved a lot afer vibrocasted。Keywords：Vibro Cast Pile; Dangerous Reservoir; Groundwork1前言 我國在上世紀中期修建的很多中小型水庫，其中有不少水庫是修建在砂卵石地基上

3、的，修建時又缺乏必要的水文、地質(zhì)勘探資料，設計施工技術又比較落后，存在各種潛在病險危害。砂礫石基礎透水性大，飽和松砂受到動力作用時容易發(fā)生液化，因此需要加固地基。振沖法加密砂基，使壩體和壩基孔隙率減小，密實度提高，從而提高地基的承載能力和穩(wěn)定性。研究振沖法在水庫基礎處理中的應用，很有實際意義。2振沖樁法在水庫除險中的應用 振沖樁是指用振動水沖法在土體內(nèi)設置的散粒樁體(granular column)。擠密樁是指用套管藉沖擊或振動方法沉入地基中,然后邊加填料邊上提套管制成的樁體。用砂做填料就是擠密砂樁1。2.1振沖原理振沖法加密砂基的原理是在振沖法加固的現(xiàn)場試驗，采用振沖器產(chǎn)生的振動能量向外輻射

4、傳播,使其附近的飽和砂土地基產(chǎn)生振動孔隙水壓力,導致部分土體液化,土顆粒重新排列,趨向密實而達到振密作用,從而使加密后的砂土的強度獲得明顯提高2。振沖法是今后加固病險堤壩工程的既經(jīng)濟又簡便的施工方法。另外深厚不飽水的碎石層中，振沖能夠取得滿意效果3。2.2振沖實用范圍 擠密砂石樁法適用范圍較廣，既適用于松散砂土、素填土和雜填土、砂卵石等地基，也適用于部分粘性土，而且設備簡單，施工方便。其對砂土的加固機理為擠密，對粘土的加固機理為置換，經(jīng)該法處理后，地基的承載能力得到提高。3工程實例3.1 工程概況潘家沖水庫位于云南省云縣城東南方向的大寨鎮(zhèn)慢賴村北面9km。在流域上，潘家沖水庫屬于瀾滄江流域。水

5、庫興利庫容113.1萬m3，死庫容4.67萬m3，屬?。ㄒ唬┬退畮?。壩體填筑質(zhì)量低，壩體有不均勻沉降現(xiàn)象，在運行中曾有地震導致壩體出現(xiàn)大面積坍塌和多條裂縫，最大裂縫深達16m。試驗表明壩體填土的干密度在1.401.89g/cm3之間，部分值過低，壩體壓縮系數(shù)為0.32，雖屬中等壓縮性土，但因填筑壓實不均勻，大壩適應變形能力和抗震能力較差。壩體土料的飽和度的大值平均值達93.2，超過90，對于無粘性土的壩體存在一定程度局部液化的可能。大壩壩體存在一定程度的局部液化，潛在液化區(qū)大致以壩軸線為對稱中心，液化區(qū)面積約占壩體的1/3。上游壩坡穩(wěn)定性差、壩體存在易液化土等情況, 經(jīng)分析論證抗液化處理決定采

6、用振沖-擠密砂石樁的方法。3.2壩體振沖設計擠密砂石樁的設計要根據(jù)當?shù)氐牡刭|(zhì)條件、建筑材料進行詳細的經(jīng)濟技術比較來確定樁型、樁徑、樁長和樁間距等設計要素。3.2.1樁長的確定樁長應穿透加固土層，條件允許時，可進入基礎硬層一定深度。當相對硬層的埋藏深度不大時，應按相對硬層埋藏深度確定；但相對硬層的埋藏深度較大時，應按建筑物地基的變形允許值確定，樁長不宜短于4m。處理液化土層時，應滿足有關規(guī)范的要求。3.2.2樁體材料的選擇樁體材料可根據(jù)當?shù)貤l件和土層的工程性質(zhì)來定，考慮擠密作用時，選擇工程性質(zhì)優(yōu)于土體的價格便宜的碎石或級配的砂石料，能夠充分發(fā)揮樁體的特性，提高排水性能。依據(jù)地基處理手冊，樁體材料

7、粒徑取為5mm。3.2.3樁徑和樁距的確定根據(jù)地堪報告：潘家沖水庫大壩筑壩材料為粗砂。樁徑的確定依據(jù)地基處理手冊介紹的方法計算, 樁型布置為三角形，樁距取為5m。振沖孔間距計算方法如下：，d-振沖孔間距(m)； a-系數(shù)，正方形布置為1，等邊三角形布置為1. 075。Vp-單位樁長的平均填料量，一般為0.3一0.5m3；v-原地基為達到規(guī)定密實度，單位體積所需的填料量;eo -振沖前砂層的原始孔隙比； ep -樁體的孔隙比;e1-振沖后要求達到的孔隙比。 經(jīng)計算樁徑取為 0.8m.3.2.4振沖樁布置范圍振沖樁布置在上游潛在的液化區(qū)范圍，振沖孔采用三角形布置（如圖1，可認為abc范圍內(nèi)的土，打

8、樁后均擠入該三角形中的陰影范圍內(nèi)），間距5m，振沖深度為4-18m，振沖總進尺深度2500m。圖1，樁位布置圖3.3振沖樁法施工工序碎石樁施工根據(jù)建筑地段，按基礎大小布置打樁機，較小建筑物采取單機順排推打，較大建筑物采取雙機退打的施工順序，同一建筑物使用通型機具。單樁施工順序為：校驗樁位一樁機就位一振動沉管一沉管至設計深度一填料一振動拔管一反插一振動密實(1次/2m)一加料一反插一振動密實(1次/2m)一直至成樁一移至另一樁位。施工順序可采用：順排退打、隔排跳打和帷幕法。施工工藝見圖2。 圖2，振沖樁法施工工藝流程3.4施工注意事項振動沉管砂石樁施工應注意以下幾點：(1)詳細研究試驗報告，參考

9、試驗樁施工的參數(shù)選用施工設備，確定施工工藝。(2)無經(jīng)驗地區(qū)，正式施工前，應進行試打，試打樁數(shù)一般為79根，以驗證施工工藝和質(zhì)量能否滿足設計要求，便于改進工藝或修改設計參數(shù)。通過試打，便于確定充盈系數(shù)，進而確定投料量。 (3)正式施工時，應嚴格按照設計指標，確定提管高度和速度、反插次數(shù)和留振時間、電機的工作電流的變化規(guī)律等施工參數(shù)，以便于保證樁體的密實度、樁體連續(xù)性和均勻性。同時，也保證了整個建筑物地基的均勻性和加固質(zhì)量。施工中應選用適宜的樁尖結構，保證順利出料和有效地擠密。(4)應保證設備平穩(wěn)，導架垂直，樁位準確，其縱向偏差應不大于樁管直徑，樁身應保持連續(xù)和垂直，垂直度偏差不應大于1.5%。

10、施工中應有專人記錄各項施工參數(shù)。 (5)投料量不應小于設計值的95% 。材料應滿足設計要求，同一建筑物使用同一規(guī)格的材料。3.4質(zhì)量檢驗(1)檢查振沖樁的沉管時間、各段的填砂石量、提升及擠壓時間和樁位偏差等各項施工記錄和試驗結果。如不符合設計要求，應采取補救措施。(2)振沖樁的施工質(zhì)量檢驗可用單樁荷載試驗，標準貫入，靜力觸探等試驗對樁間土進行處理前后的對比檢驗。擠密效果的檢測可通過抽查進行，檢測結果如有占檢測總數(shù)10%的樁未達到設計要求時，應采取加樁或其它措施。4結論壩體經(jīng)過振沖法處理后，地基的承載能力得到提高。利用振沖法振密壩體代替輾壓方法,提高土石壩的強度，為今后的施工提供了寶貴的經(jīng)驗。參

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12、國農(nóng)村水利水電, 2000，11。4 HYPERLINK /search.aspx?q=author:%e8%8b%8f%e6%a2%a6%e9%ba%9f&p=0 蘇夢麟. HYPERLINK /download.aspx?s=振沖樁在病險水庫中&t=松華壩水庫主壩后坡的振沖加固&f=SJWJ199506003&d=CJFD1995 t _blank 松華壩水庫主壩后坡的振沖加固, 水利水電技術，1995年，065 HYPERLINK /search.aspx?q=author:%e9%9f%a6%e4%bc%9f&p=0 韋偉， HYPERLINK /search.aspx?q=author:%e7