三峽水庫水位調節壩二期土石壩振沖加密試樁方案

邱立明

（中國水利水電第八工程局有限公司長沙市410007）

1 工程概況

三峽水庫開縣水位調節壩工程位于開縣新縣城下游約4.5 km，工程建設的主要任務是：減少三峽庫尾消落面積，降低消落區的水位變幅，改善開縣新城區及其周邊的生態環境。

為保證本工程土壩段壩體的密實度要求，設計采用振沖法對壩體進行加密處理，根據前期電動振沖器試驗施工的情況，在該種地層中采用國內某廠生產的電動130 kW振沖器，最大振沖加密深度僅為3 m，試驗結果并未達到設計預期的目的，因此，擬采用液壓振沖設備進行本工程振沖加密試驗施工，以取得相關振沖施工工藝要求及相應工藝參數。為此，根據現場條件選取有代表性的土石壩振沖區中間位置進行全液壓振沖法穿透性試驗。根據本工程的地層情況和設計要求，振沖加密處理深度普遍比較深，大部分在20 m以上，已經超出了現行規范的深度范圍，施工難度比較大，在國內同類地基處理中也屬少見。

2 工程地質條件

依據土工試驗規程（SL 237-1999）對土石壩填筑后的地質條件進行檢測，詳細檢測結果見表1。

表1 土石壩拋填壩體相對密度檢測成果

3 試樁施工方案編制依據

國家及部頒有關的現行技術規范、規程及設計單位有關技術文件：

（1）《水電水利工程振沖法地基處理技術規范》（DL/T 5214-2005）；

（2）《建筑地基處理技術規范》（JGJ 79-2002）；

（3）《水利水電工程地質勘察規范》（GBJ 50287-99）；

（4）《水電水利基本建設工程單元工程質量等級評定標準》第一部分：土建工程（DL/T 5113.1-2005）；

（5）《水利水電建設工程驗收規程》（SL 223－2008）；

（6）《地基與基礎工程施工及驗收規范》GBJ 202-83；

（7）《水利水電工程施工測量規范》（SL 52-93）；

（8）現行的國家標準和行業標準及設計單位有關技術文件；

（9）開縣水位調節壩工程土石壩填筑相對密度檢測成果。

4 試驗目的

（1）驗證液壓振沖器是否能穿透電動振沖器不能貫穿的地層，確定液壓振沖器在本工程的適應性，為大面積施工選擇施工機械設備（功率和型號）提供依據。

（2）確定合理的振沖點位間距以及振沖加密深度終止條件。

（3）確定液壓振沖的施工工藝，確定施工技術參數（每米進尺填料量、加密油壓、留振時間、造孔水壓、加密水壓、加密段長度等），為大面積施工優選合理的參數。

（4）為設計合理選取土石壩液壓振沖加固后復合地基相對密度提供依據，并為土石壩振沖加固施工確定現場質量檢測的方法和相應的控制參數。

5 試驗區的布置和工程量

試驗點數量共5點，振沖試驗平臺高程約為175.00m，試驗區振沖深度需參考地質鉆探資料，并根據施工過程中振沖器造孔油壓的大小最終確定，并為大面積振沖施工優選合理的施工參數，以保證在不同地層條件下采用相應的造孔施工參數，達到最大處理深度要求。

（1）根據本工程的實際條件，擬選擇土石壩中間部位作為振沖加密試驗區。

（2）試驗點位采用正三角形布置，其間距暫定為3 m，根據振沖試驗情況進行相應調整。

（3）振沖加密試驗完成后，按照監理方規定的要求由甲方委托第三方進行振沖效果檢查，整理分析各試驗資料，及時將成果提交監理方。采用經監理人員批準后的振沖點位布置方式、深度等參數應用于施工。

試驗區振沖加密點位布置見圖1。

圖1 振沖加密點位布置示意

6 施工準備

（1）編寫施工技術措施，經審批后方可進行施工。

（2）清理平整場地，消除高空和地面障礙物。

（3）施工現場以軸線及測量控制網的建立，軸線控制點，水準點應復測并埋設在不受施工影響的區域，并注意在施工過程中加以保護，并做好排水排污系統，保證排水通道的暢通。

（4）按設計文件樁間距及形式繪制加密樁施工平面圖，并按圖準確放出樁位并編號，樁間距允許偏差為±100 mm。

（5）開工前做好施工設備的安裝與試運轉等調試工作。

7 試樁施工機具設備

（1）振沖器。根據試樁需要及本工程特點，投入1臺200 kW液壓振沖設備作為振沖加密試驗施工設備。

（2）起吊機械。由于本次振沖加密試驗深度大，且地質條件十分復雜，可能發生抱、卡導桿情況，因此起吊機械必須具有大起吊力和起吊高度。根據合同約定，由55 t履帶吊車進行本工程的施工。

（3）填料機械。采用30鏟車進行振沖骨料填料。

（4）供風設備。考慮到本工程施工難度大，一般卵礫石含量在60%～70%，因此計劃采用2臺日本原裝進口AiRMAN空壓機進行本試驗工程的振沖施工，其風量23.5m3，風壓17 kg/cm2。

詳細機械設備計劃見表2。

8 振沖加密試驗施工方法

8.1 振沖加密試驗工藝流程

根據對本工程地質條件的初步了解，擬采用“風水聯動”液壓振沖加密施工工藝，由2臺進口空壓機供風，2臺高壓多級清水泵供水。

振沖加密施工工藝流程見圖2。

表2 主要施工機具設備計劃表

圖2 振沖加密施工工藝流程圖

8.2 振沖加密試驗施工順序

（1）清理場地，接通電源。

（2）導入整個施工場區的測量控制線，并按設計要求布置點位。

（3）施工機具就位，起吊振沖器對準樁位。

（4）造孔。

●振沖器對準點位，開啟壓力水泵，啟動振沖器，待振沖器運行正常開始造孔,使振沖器徐徐貫入土中，直至設計的加密標高。

●造孔過程中振沖器應處于垂直狀態。振沖器與導管之間有橡膠減震器聯結，因此導管有稍微偏斜是允許的，但偏斜不能過大，防止振沖器偏離貫入方向。

（5）加料方式與加密段長度。

●振沖器造孔至設計深度時，向孔內添加石料送至孔底，必須保證：填入的石料不至導致孔堵塞；孔內輸入料量可供加密。

●對于振沖點位的加密，為保證孔內有0.5 m加密點位的加料量，每次提升振沖器應在（1.5～2.0）m左右。

（6）振沖加密：采用連續填料加密工藝。加密時應連續施工，加密從孔底開始，逐段向上，中間不得漏振。當達到規定的加密油壓和留振時間后，將振沖器上提繼續進行下一個段加密，每段加密長度應符合要求。

由于本工程土石壩壩體填筑材料的特殊性，振沖加密的部分骨料為振沖造孔段內周圍土體中的粗骨料，同時需保證振沖自加密按上述要求進行。

（7）重復上一步驟工作，自下而上，直至加密到設計要求樁頂標高。

（8）關閉振沖器、關水，制樁結束。

（9）吊車移位進行下一根樁的施工。

8.3 主要施工設備技術參數（表3）

表3 液壓型振沖器技術參數

8.4 振沖加密試驗施工參數

根據本工程技術要求及相關工程施工經驗，擬采用如下參數作為振沖加密試驗施工的控制參數：

（1）造孔油壓：（22～24）MPa；

（2）加密油壓：（20～22）MPa；

（3）留振時間：（8～10）s；

（4）加密段長度：50 cm；

（5）造孔水壓：（0.8～1.0）MPa；

（6）加密水壓：（0.4～0.80）MPa；

（7）造孔風壓：2×20 m3；

（8）造孔風量：（8～15）kg/cm2。

8.5 振沖加密填料的要求

根據相關規范要求，試驗時用振沖加密骨料要求如下：

（1）振沖樁施工現場堆料場根據現場具體情況進行合理布置。

（2）振沖加密所用砂卵石應為天然河床砂卵石，粒徑應控制在（30～100）mm，含泥量不大于5%，最大粒徑暫定為不大于150 cm，最終根據試驗情況決定。

（3）根據試驗情況適當調整填料級配及粒徑，禁止使用單級配填料。

9 結語

根據以上試樁參數指導后期施工，滿足設計要求相對密度，在砂卵石地基深基礎處理中取得良好效果。