振沖法基礎(chǔ)處理

1、遼河是我國(guó)七大江河之一，遼河流域是遼寧省的主要產(chǎn)糧區(qū)和商品糧基地，同時(shí)也 是重要的能源和石油化工基地。20世紀(jì)80年代以來(lái)，對(duì)遼河干流曾進(jìn)行過(guò)全面綜 合整治，但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，防洪標(biāo)準(zhǔn)仍然偏低。為配合既將興建的二期石佛 寺水庫(kù)工程，省里擬興建遼河干流防洪應(yīng)急工程。該工程南起沈陽(yáng)新城子區(qū)石佛寺 鄉(xiāng)達(dá)連屯，北至鐵嶺新臺(tái)子鎮(zhèn)黃河子村，位于遼河左岸，堤壩長(zhǎng)18.34 km。一、問(wèn)題的提出本工程天然地基以飽和砂土為主，壩基中粉砂、細(xì)砂和中砂的顆粒級(jí)配均勻（不 均勻系數(shù)2.04.0左右），粒徑較細(xì)（平均粒徑0.120.30mm），屬易液化土類， 而且三種砂在天然狀態(tài)下極為松散（一般相對(duì)密度在0.3左右

2、），極易液化。通過(guò)對(duì)壩基中粉砂、細(xì)砂及中砂代表性土樣在天然狀態(tài)下的動(dòng)力試驗(yàn)和天然壩 基、筑壩后壩基的靜、動(dòng)力計(jì)算分析，并采用單元液化判別法進(jìn)行地基砂土的液化 可能性判定，得出如下結(jié)論：在未建壩的自然狀況下，粉細(xì)砂及中砂分別為嚴(yán)重液 化狀態(tài)和輕度液化狀態(tài)；建壩后，由于壩體對(duì)壩基的上覆壓力作用，壩腳處初始剪 應(yīng)力比會(huì)有所增加，但若以7度地震條件判別壩基范圍內(nèi)埋深10m以內(nèi)粉土及砂 土，在近震及遠(yuǎn)震條件下仍存在不同程度的液化。因此，必須進(jìn)行基礎(chǔ)抗液化加固 處理。二、振沖法基礎(chǔ)處理的設(shè)計(jì)本工程的主體為均質(zhì)壩，結(jié)合二期即將修建的石佛寺水庫(kù)工程，按二等二級(jí)標(biāo) 準(zhǔn)設(shè)計(jì)，為滿足滲透穩(wěn)定和防止砂質(zhì)壩基液化的要求

3、，在壩體褥墊式排水體下設(shè)振 沖碎石樁。樁型按布置位置不同分A形樁和B形樁。于垂直于壩軸線的橫斷面上有 兩種基礎(chǔ)處理方式：標(biāo)準(zhǔn)斷面（I）適用于中粗砂基礎(chǔ)；標(biāo)準(zhǔn)斷面（II）適用于 粉砂基礎(chǔ)（如圖1、圖2所示）。巍沖樁排推暗面圖I I J三、振沖法基礎(chǔ)處理的施工施工前的準(zhǔn)備工作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。為了選擇最優(yōu)的地基加固處理方法(候選方案：振沖砂樁、振 沖碎石樁、振動(dòng)沉管砂石樁)，同時(shí)為設(shè)計(jì)提供合理的技術(shù)參數(shù)(樁徑、樁長(zhǎng)、樁 距、置換率、加密電流及留振時(shí)間等)，遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院華燕公司于1999 年10月27日開(kāi)始施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)工作，經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)打樁實(shí)驗(yàn)并對(duì)各項(xiàng)實(shí) 驗(yàn)方案進(jìn)行檢測(cè)比較，得出結(jié)論并提

4、出建議。振沖器型號(hào)的選定。目前國(guó)內(nèi)常用振沖器型號(hào)有功率為30kW和75 kW 兩種，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)提供的參數(shù)及本工程樁徑、樁距和料場(chǎng)石料的特點(diǎn)，選定75 k W振沖器。變壓器的準(zhǔn)備?？紤]到75 kW振沖器及配套供水每小時(shí)1520m3的水 泵及其他設(shè)備的用電量，每臺(tái)振沖機(jī)組功率不應(yīng)小于110kW，電壓為38020V， 根據(jù)施工組織安排，整個(gè)工地同時(shí)工作機(jī)組有8臺(tái)75 kW振沖機(jī)組和3臺(tái)75 kW振 動(dòng)沉管機(jī)組。因此，施工現(xiàn)場(chǎng)共配備4臺(tái)變壓器，分散布置于施工沿線。施工工藝制樁順序及填料方式。針對(duì)本工程戰(zhàn)線長(zhǎng)、任務(wù)量大、工期短的特點(diǎn)，采 用排打法制樁、連續(xù)填料的施工方式。制樁工藝。先由吊車將振沖器懸垂

5、對(duì)準(zhǔn)樁位，緩慢下放振沖器，開(kāi)始造孔， 待造孔達(dá)設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)入清孔階段，即反復(fù)提升、下放振沖器直至孔身平順并達(dá) 到要求孔徑，最后是制樁階段，即向孔內(nèi)回填碎石料，自下而上逐段成樁直至孔口。施工中的質(zhì)量控制石料的質(zhì)量控制。一是所有碎石料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、具有一定的強(qiáng)度、水穩(wěn)定 性好、不易風(fēng)化且級(jí)配良好。二是碎石料含泥量小5%, 5mm以下顆粒含量小25%, 100150mm塊徑含量小15%,最大塊徑小150mm。三是為確保料場(chǎng)供料質(zhì)量，每 1000m3石料要做一次上述各項(xiàng)指標(biāo)的抽樣檢測(cè)，并及時(shí)將試驗(yàn)報(bào)告上報(bào)監(jiān)理中心。造孔時(shí)的質(zhì)量控制。一是振沖器對(duì)準(zhǔn)樁位，偏差應(yīng)小于10cm。二是造 孔時(shí)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合

6、：造孔水壓0.40.6MPa,水量1520m3/ s,造孔電流 55A150A，造孔速度1.52.0m/ s。三是造孔深度與設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高允許偏差20 cm。四是造孔后返出泥漿過(guò)稠時(shí)，應(yīng)進(jìn)行清孔，直到返出泥水較清為止。制樁過(guò)程的質(zhì)量控制。一是制樁加密段長(zhǎng)度小50 cm，填料量應(yīng)滿足0.9 1.1m3要求。二是加密電流8090A 口留振時(shí)間10 s，此兩項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)用儀表自動(dòng)控 制。三是加密樁體應(yīng)從孔底開(kāi)始，自下而上逐段進(jìn)行，中間不得漏振。四是加密制 樁時(shí)的水壓控制在0.30.4MPa。檢測(cè)為盡早了解地基加固效果，并為最終單元工程的質(zhì)量評(píng)定提供依據(jù)，本工程特委托中國(guó) 冶金建設(shè)集團(tuán)沈陽(yáng)勘測(cè)研究總院進(jìn)行質(zhì)

7、量跟蹤檢測(cè)。按照規(guī)范要求，檢測(cè)試驗(yàn)應(yīng)在振沖樁制 作結(jié)束后，待樁體及樁間土超孔隙水壓力基本消散后進(jìn)行。本工程檢測(cè)時(shí)間定為制樁完畢 15天以后進(jìn)行。檢測(cè)方法。振沖碎石樁的檢測(cè)采用重型(2)動(dòng)力觸探方法，每單元檢測(cè) 數(shù)量為本單元總數(shù)的2%，且不少于3根；樁間土的檢測(cè)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法和原狀土 樣的相對(duì)緊密度試驗(yàn)法，檢測(cè)點(diǎn)位數(shù)取單元樁體總數(shù)的3%，且不少于4點(diǎn)。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。樁體檢測(cè)：02m深樁體按設(shè)計(jì)要求相對(duì)緊密度應(yīng)達(dá)到0.55， 對(duì)應(yīng)動(dòng)觸錘擊數(shù)之6擊；2m以下樁體相對(duì)緊密度達(dá)到0.7，對(duì)應(yīng)動(dòng)觸錘擊數(shù)應(yīng)7擊。 樁間土：地面以下23m范圍內(nèi)為黏性土，不存在相對(duì)緊密度要求和液化問(wèn)題。3 m及以下相對(duì)緊密度應(yīng)達(dá)到0.7，標(biāo)貫錘擊數(shù)在3m、4m、5m點(diǎn)位8.4擊，6m點(diǎn) 位9擊，7m點(diǎn)位9.6擊，8m點(diǎn)位10.2擊。單樁樁體和樁間土點(diǎn)位要求合格率達(dá)到80%，單元工程質(zhì)量等級(jí)以樁體和樁間 土檢測(cè)合格率達(dá)到85%為合格，達(dá)到95%為優(yōu)良。檢測(cè)結(jié)果。單元工程質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良等級(jí)的占單元總數(shù)的81.3 %，達(dá)到合格 標(biāo)準(zhǔn)的占單元總數(shù)的100%。地基處理后的相對(duì)緊密度滿足地震7 設(shè)防抗液化的要 求，達(dá)到了設(shè)計(jì)所預(yù)期的效果。結(jié)論采用振沖法對(duì)地基進(jìn)行抗液化處理如本工程這樣，