干振擠密碎石樁在電力工程中的應用

王立波

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東濟南 250000)

1 概述

對于存在飽和砂土和飽和粉土(不含黃土)的火電廠附屬及輔助生產建筑物等電力工程地基，除6度設防外，應進行液化判別和地基處理［1］。一般采用干振擠密碎石樁對其進行地基處理。

2 地震液化機理

對于飽和松散的砂土、粉土地基受到震動時有變得更緊密的趨勢，即具有很大的震密性。但飽和松散的砂土、粉土的孔隙全部為水充填，因此這種震密性使得土的孔隙要減小，同時水的超孔隙水壓力驟然產生，在地震震動的短暫時間驟然產生的超孔隙水壓力來不及消散，導致土的有效應力降低，當超孔隙水壓力達到或超過土體的上覆壓力時，土粒開始懸浮在水中，地基土驟然喪失抗剪強度和承載力，土體變為粘滯液體，即產生液化。

3 加固機理

干振擠密碎石樁的施工過程:首先用振動成孔器成孔，成孔過程中樁孔位的土體被擠到周圍土體中去，成孔后提起振動成孔器，向孔內倒入約1 m厚的碎石再用振動成孔器進行搗固密實，然后提起振動成孔器，繼續倒碎石，直至碎石樁形成。干振擠密碎石樁與地基土形成復合地基，是一種有效的處理砂土液化的地基處理方法。

3.1 樁體作用

復合地基是樁體與樁間土共同工作。在剛性基礎下，樁體和樁間土沉降相等，由于樁體的剛度比周圍土體大，在樁體上將產生應力集中現象，即樁體承擔著較大比例的荷載。因而復合地基承載力高于原地基，沉降量有所減少。

3.2 擠密作用

干振擠密碎石樁在成樁過程中，將碎石樁位上的土體擠壓到樁周土體中，使得周圍土體變得更加密實，孔隙比減小，這就是擠密作用。通過擠密作用，消除或減小地層的液化性。但同時也使得超孔隙水壓力產生，根據有效應力原理，地基土的有效應力會降低。

3.3 排水井作用

干振擠密碎石樁加固地基土時，樁孔內填充碎石，在地基中形成滲透性能良好的人工豎向排水井通道，使樁間土由于振動擠密作用產生的超孔隙水壓力的水迅速地由碎石樁體排出，土中孔隙水壓力亦隨之減小，有效應力增加，地基土的強度提高，從而消除或減小液化的可能性。

3.4 加筋作用

在復合地基整體穩定分析中，復合地基中的樁體有加筋作用，使復合土體的抗剪強度提高。

4 應用實例

4.1 工程概況

國電聊城2×600 MW燃煤發電工程位于聊城市以西，館(陶)—聊(城)公路以北，道口鋪鄉四甲李村與堂邑鎮羅屯村之間。

4.2 工程地質條件

場地地層主要為第四紀全新統沖積層，地層從上到下為:①粉土，②粘土，③粉土，④粘土，④-1粉土，④-2粉砂，⑤粉土。

場地地下水水位埋深2.00 m～2.30 m，常年最高水位1.00 m。

擬建場地內的①層、③層、④-1層飽和粉土及③-1層、④-2層粉砂，在地震影響烈度達7度時，將產生地震液化，液化等級為輕微～嚴重，最大液化深度為14.60 m。因此，對于化水地段擬建建(構)筑物，采用干振擠密碎石樁法，處理深度［2］至⑤粉土層。

4.3 工程設計

1)樁間距為1 300 mm。2)樁孔位為等邊三角形布置，樁徑為500 mm，設計投料量為樁體積的1.15倍～1.30倍。施工時保證振密電流比空載電流大15 A～20 A。

4.4 處理效果

對干振擠密碎石樁區采用鉆探、取土、標準貫入試驗、靜力觸探試驗、室內試驗分析、超重型動力觸探試驗及載荷試驗等多種方法進行了綜合檢測，處理效果很好，完全達到了設計要求。

1)樁間土經加固后其工程性質有了較明顯的改善，加固后各層地基土的重力密度、粘聚力、壓縮模量及標準貫入試驗擊數明顯提高，天然孔隙比、壓縮系數明顯降低，這充分證明擠密碎石樁對樁間土有明顯的加固擠密效應。2)加固后，在地震影響烈度達7度時，①，③，④-1層飽和粉土及③-1，④-2層粉砂不再產生地震液化，處理后場地的地震液化現象已完全消除。3)加固后，根據復合地基載荷成果，復合地基承載力達到172 kPa，滿足160 kPa的設計要求。

5 結語

干振擠密碎石樁能夠有效地處理地基土液化的問題，對于承載力要求不高但需要消除地基液化性的火電廠附屬及輔助生產建筑物，干振擠密碎石樁法是一種經濟、有效的地基處理方法，在電力工程中有很好的應用前景。

［1］ DL/T 5024-2005，電力工程地基處理技術規程［S］.

［2］ 《工程地質手冊》編委會.工程地質手冊［M］.第4版.北京： 中國建筑工業出版社，2009.