20m深厚砂基振沖筑壩施工工法

20m深厚砂基振沖筑壩施工工法 1 1 2 2 3 3 55.2.1振沖試驗(yàn) 5 75.2.3造孔 85.2.4清孔 85.2.5填料 95.2.6加密 95.2.7振沖檢測(cè) 9 9 1.前言度和抗滑及抗震穩(wěn)定性（抗液化性減少不均勻沉降，確保上部建筑的安全。經(jīng)分析研究決定，利用下游截流戧堤和上游石渣作為土壩的下游排水體大的技術(shù)難題。了砂基振沖筑壩施工工法。由于在原有砂基直接筑壩，避免了對(duì)原有存在液化可能的粉細(xì)砂層地基的大范圍清除，又通過(guò)利用新吹填的河砂經(jīng)粉細(xì)砂層地基，同時(shí)又使新吹填砂壩體的密實(shí)程度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，從土方填筑工程量，極大地簡(jiǎn)化了施工程序，縮短了工期，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。2.工法特點(diǎn)控制，為英國(guó)公司生產(chǎn)，頻率可調(diào)，穿透力強(qiáng)，成樁深度大，造孔速度動(dòng)控制，為北京振沖公司研制，頻率不變，振幅大，穿透力較差，且在深樁施工過(guò)程中常有“抱孔”現(xiàn)象，工效難以提高，可用于較淺區(qū)域施工。3.適用范圍抗液化處理。4.工藝原理位置不穩(wěn)定，在動(dòng)載和靜載作用下很容易發(fā)生位移，因而會(huì)產(chǎn)生較大的理有三方面作用：頻強(qiáng)迫振動(dòng)下產(chǎn)生液化，并重新排列致密，且在樁孔中填入大量的粗骨孔隙率降低，干密度和內(nèi)摩擦角增大，土的物理力學(xué)性能得以改善，使地基承載力大幅度提高，因此抗液化的性能能得到改善。4.1.2排水減壓效應(yīng)收縮和趨于密實(shí)。在砂土無(wú)排水條件時(shí)，體積的快速收縮將導(dǎo)致超靜孔隙水壓力來(lái)不及消散而急劇上升，當(dāng)砂土中有效應(yīng)力降為零時(shí)，便形成了完成液化。振沖孔加碎石時(shí)，樁孔內(nèi)充填反濾性好的粗骨料，在地基中形成滲透性良好的人工豎向排水減壓通道，可有效地消散和防止超孔4.1.3預(yù)震效應(yīng)試驗(yàn)研究表明，砂土液化除了與土的相對(duì)密實(shí)度有關(guān)外，還與其振動(dòng)應(yīng)變史有關(guān)，即經(jīng)過(guò)預(yù)震的試樣的抗液化能力比未經(jīng)過(guò)預(yù)震的試樣塊，使振沖器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，同時(shí)開(kāi)動(dòng)水泵，通過(guò)噴嘴噴射高壓水流，在邊振邊沖的聯(lián)合作用，將振沖器沉到土中設(shè)計(jì)深度。振動(dòng)使砂土加密，或從孔中填入碎石，在振動(dòng)作用下振擠密實(shí)，從而在地基形成大直徑的密實(shí)樁體，提高地基強(qiáng)度。5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)在水下壩基上直接吹砂回填出水面，按設(shè)計(jì)要求，繪出振沖樁平面不合格吹砂回填振沖試驗(yàn)施工準(zhǔn)備不合格吹砂回填振沖試驗(yàn)施工準(zhǔn)備振沖造孔造孔清孔填料加密振后檢測(cè)下一孔施工圖5.1-1砂基振沖筑壩施工工藝流程圖1324（a）準(zhǔn)備，對(duì)中孔位b）造孔，清孔；（c）填料，加密（d）制樁完成圖5.1-2振沖工藝過(guò)程圖5.2.1振沖試驗(yàn)對(duì)大中型工程，先選擇一試區(qū)作試驗(yàn)，確定各項(xiàng)施工參數(shù)，具體說(shuō)明如下：1、按振沖試驗(yàn)技術(shù)要求，編制振沖試驗(yàn)大綱，確定試驗(yàn)方案。原位對(duì)比檢測(cè)?？拙喟丛O(shè)計(jì)確定。留振時(shí)間和填料等。沖器為主。2）選定孔距。振沖加固效果隨布孔孔距增大而減弱。經(jīng)檢測(cè)結(jié)果為合理。3）選定加密技術(shù)參數(shù)。振沖效果檢測(cè)一般采用靜力觸探和載荷試驗(yàn)方法，但由于如果砂基處理范圍廣、深度大、工期緊，為快速有效進(jìn)內(nèi)有關(guān)規(guī)程和規(guī)范尚未有明確規(guī)定，只能通過(guò)各種經(jīng)驗(yàn)公式轉(zhuǎn)換進(jìn)行判別。按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，對(duì)飽和砂土液化的判別用標(biāo)準(zhǔn)貫N=Ncr(5.2.1-1)Ncr=No×［0.9+0.1×（DS－DW×SQRT(3/PC)(5.2.1-2)式5.2.1-1和式5.2.1-2中N－飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)測(cè)值（未經(jīng)桿長(zhǎng)修正）。表5.2.1-1標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)基準(zhǔn)值遠(yuǎn)近震789近震6遠(yuǎn)震8根據(jù)上式，可以計(jì)算出不同條件下的液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)臨界值，按實(shí)測(cè)動(dòng)力觸探進(jìn)行判別砂土液化。表5.2.1-2動(dòng)力觸探臨界值（按烈度8度計(jì)算）深度（m）024686667891111777811動(dòng)力觸探擊數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)的換算關(guān)系，可按水電部北京勘測(cè)設(shè)計(jì)院的經(jīng)驗(yàn)公式換算：N=0.4+0.516N63.5(5.2.1-3)為進(jìn)一步檢測(cè)振沖效果，檢驗(yàn)動(dòng)力觸探檢測(cè)結(jié)果的可靠性，又增設(shè)剪切波測(cè)試試驗(yàn)，通過(guò)剪切波的測(cè)試結(jié)果對(duì)動(dòng)力觸探檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。剪切波試驗(yàn)和動(dòng)力觸探相關(guān)關(guān)系按回歸分析可得下列關(guān)系式：VS=39.17N63.50.359(5.2.1-4)其相關(guān)系數(shù)R＝0.87.結(jié)果表明，兩者之間的相關(guān)性較高。利測(cè)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。如表5.2.1-3。檢測(cè)深度（m）0～55～814~16~18~20動(dòng)力觸探681122245.2.2施工準(zhǔn)備1、了解現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)障礙物存在，了解現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，土層分布是否均勻，有無(wú)軟弱夾層。3、填砂至設(shè)計(jì)高程。業(yè)順序。圖5.2.2xx工程振沖施工準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)5.2.3造孔沖器末端出水口噴水后，再啟動(dòng)振沖器。待振沖器運(yùn)行正常，開(kāi)始造孔。偏入貫入方向。宜減少水壓。復(fù)沖擊不能達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，宜停止造孔，及時(shí)報(bào)告設(shè)計(jì)、監(jiān)理研究解決。5.2.4清孔沖器提出孔口或在需要擴(kuò)孔地段上下提拉振沖器，使孔口返出泥漿變稀，振沖孔順直通暢以利填料沉落。圖5.2.5xx工程振沖過(guò)程5.2.5填料孔內(nèi)添加，振沖器只要在其深度上達(dá)到規(guī)定的振密標(biāo)準(zhǔn)后就往上提，再繼續(xù)振密。5.2.6加密不得漏振。其控制標(biāo)準(zhǔn)包括：1、填料量控制，加密過(guò)程按每延米填入料數(shù)量控制，填入量與設(shè)計(jì)要求相差較大時(shí)，要及時(shí)研究解決。電流超過(guò)振沖器額定電流時(shí)，宜暫停或減緩振沖器的貫入或填料速度。標(biāo)是為了使加密質(zhì)量更有保證，因?yàn)榧用苄Чc加密電流值大小有關(guān)，也與達(dá)到該電流值維持時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，加密段長(zhǎng)度小效果好，加密段長(zhǎng)度大效果差，甚至產(chǎn)生漏振。5.2.7振沖檢測(cè)根據(jù)檢測(cè)對(duì)比分析，檢查加密效果。序號(hào)單項(xiàng)工程所需人數(shù)備注1管理人員42技術(shù)人員43振沖施工4046合計(jì)546.材料與設(shè)備碎石；壩體填筑材料為砂壤土。序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備性能單位數(shù)量備注1振沖器150kw臺(tái)4液壓2振沖器120kw臺(tái)4電動(dòng)3振沖器75kw臺(tái)4電動(dòng)4裝載機(jī)臺(tái)填料5履帶吊機(jī)35T臺(tái)8起吊6輪胎吊機(jī)50T臺(tái)4起吊7自卸車(chē)8T臺(tái)8運(yùn)料8挖掘機(jī)臺(tái)7裝料7.質(zhì)量控制7.1.2樁位允許偏差按表7.1.2執(zhí)行。表7.1.2樁位允許偏差序號(hào)樁位允許偏差1大面積滿(mǎn)堂布樁d0/42條形基礎(chǔ)d0/53樁基礎(chǔ)邊緣d0/54樁基內(nèi)部d0/4根，觸探擊數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求（相對(duì)密實(shí)度通過(guò)公式轉(zhuǎn)換）。7.1.4復(fù)合地基承載力符合設(shè)計(jì)要求。嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”。商解決。同原因采取相應(yīng)的糾偏措施：如果因土質(zhì)不均勻偏移，要使振沖器向硬土一邊開(kāi)始造孔，也可在軟土一側(cè)倒入填料阻止樁位偏移；如果因振沖器導(dǎo)管上端橫桿拉繩拉力方向或松緊程度不合適造成偏移，要調(diào)整拉繩方向和松緊度?；蛴俜e抬高，振沖器入土深度要相應(yīng)調(diào)整。振沖器導(dǎo)管應(yīng)有明顯的深度人員能較準(zhǔn)確地掌握處理深度及加密段長(zhǎng)度。入孔內(nèi)，不要散落在孔外，核對(duì)來(lái)料與填入孔內(nèi)量的差異。密段長(zhǎng)度都要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，否則不能結(jié)束一個(gè)段長(zhǎng)的加密。施工中要做好各項(xiàng)施工記錄。8.安全措施條例和安全法規(guī)，建立由項(xiàng)目經(jīng)理（安全生產(chǎn)第一責(zé)任人）、項(xiàng)目副經(jīng)的安全生產(chǎn)組織機(jī)構(gòu)。路。范》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。緣良好，場(chǎng)內(nèi)架設(shè)的電力線路其懸掛高度和線間距離符合安全規(guī)定要求。9.環(huán)保措施章，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保護(hù)管理。施工廢漿亂流，并定期進(jìn)行清運(yùn)處理。10.效益分析濟(jì)效益。全系數(shù)提高，從而保證了土壩壩坡有足夠的穩(wěn)定安全度。顯。廣運(yùn)用價(jià)值，有顯著的社會(huì)效益。11.應(yīng)用實(shí)例xx省xx水利樞紐河床段土壩xx水利樞紐工程右岸主土壩包括河床段土壩和灘地段土壩兩部分，全長(zhǎng)1777.8m，所跨越的地質(zhì)條件復(fù)雜，部分壩段基礎(chǔ)為軟粘土和砂基，其中河床段壩基以含中粗砂為主，局部含粉細(xì)砂，下部含泥沙卵石和花坡塊石相聯(lián)，整個(gè)河床形成了左低右高的地形，但河床段土壩透水地基計(jì)采用施工拋石戧堤與土壩結(jié)合方案，即利用二期截流下游戧堤及上游壩基的防滲采用混凝土防滲墻。時(shí)又使新吹填砂壩體的密實(shí)程度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。1+154740+9281+154740+928000+91300壩上0-76.00壩上0-65.00 壩軸線0+000壩下0+42.75壩下0+53.00壩下0+68.00試進(jìn)行了驗(yàn)證，確定了檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。總進(jìn)尺103328.5m總填料量70154m3.振沖施工按地層變化共分五個(gè)區(qū)，其振沖范圍及分區(qū)布置見(jiàn)圖11.3.1。壩上0-92.40Ⅲ區(qū)采用150kw、120kw及75kw三種型號(hào)振沖器施工。振沖深度按振前20m，采用150kw振沖器進(jìn)行施工，而汽車(chē)回填砂部分，設(shè)計(jì)深度為19m,選用120kw振沖器施工，填料均為粗砂。1、由于地層地質(zhì)情況復(fù)雜，施工主要遇到以下幾個(gè)問(wèn)題：1）造孔時(shí)有大量稀泥漿返出，泥漿呈黑色，部分有含泥團(tuán)塊帶出；2）加密不塌孔，不沉陷或沉陷量??；4）少部分造孔達(dá)不到設(shè)計(jì)深度。雖然施工中對(duì)一些參數(shù)和工藝進(jìn)行了調(diào)整如提高油壓、延長(zhǎng)加密時(shí)間、采用粗砂填料等，但仍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)研究分析，認(rèn)為是地質(zhì)條件變化，下部河床有軟弱夾層，決定在本區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)振沖試驗(yàn)，以取得施