紅江攔河閘振沖碎石樁施工及質量控制

【摘要】振沖碎石樁技術作為一種常見的地基處理方式，具有施工速度快、適用性廣、效果好、造價低等顯著的優點，在陸上加固軟土地基施工中得到了廣泛應用，并在水利工程的地基處理中也開始逐步得到應用。文章以為紅江攔河閘振沖碎石樁施工例，分析了振沖碎石樁施工及質量控制措施，以供參考。

【關鍵詞】振沖碎石樁；施工；質量

引言

振沖碎石樁擠密法，是指采用振動和沖擊等方法在松軟的地基里形成孔，隨后將碎石擠壓進入已成的土孔中，構成由碎石所組成的大直徑密實樁體。在水利工程中，可以應用振沖碎石樁技術來處理已建大壩的軟基礎，特別是淤泥質、粉細沙質基礎。

1、工程概況

紅江閘由新建紅江閘和斷樁山閘兩座攔河閘組成。其中紅江閘為五聯15孔和左側電站廠房組成，斷樁山閘為一聯3孔閘室組成。斷樁山閘采用天然基礎，紅江閘一聯、二聯采用天然基礎、三聯、四聯、五聯為振沖碎石樁基礎；電站廠房采用振沖碎石樁基礎。所有碎石樁樁徑為800mm，紅江閘三聯樁長為5m，共155根，總長775m，四聯、五聯閘室和電站的樁長為10m，總樁長11810m。根據設計圖紙及設計交底，樁機施工平臺高程為▽3.80m，樁長按高程▽3.80m計量。振沖樁樁體施工完畢后，將松散的樁頭壓實，隨后鋪設0.5m厚的碎石墊層并壓實。

2、紅江攔河閘振沖碎石樁施工技術要點

2.1 施工準備

振沖碎石樁作用機理振沖碎石樁擠密法（又稱粗顆粒土樁），是指采用振動和沖擊（水沖）等方法在松軟的地基里形成孔，隨后將碎石擠壓進入已成的土孔中，構成由碎石所組成的大直徑密實樁體。松軟的地基或土體經過振沖碎石樁法擠密的加固處理后，工程性能大幅度得到改善和提升，其主要原因有以下兩個方面：一是，直接加固了松軟的地基（土體），使之密實度明顯加大、強度提升、壓縮性降低、抗震性能有所增加；二是，在松軟的地基（土體） 中構筑了比軟土本身剛度大若干倍的碎石樁體，構成復合地基，一起承受上部傳來的荷載，當基礎整體變形時，碎石樁體與樁間土經過變形協調作用，強度高、剛度大的碎石樁體承受大部分荷載，樁間土體上承受的負載大大降低，從而明顯改善和提升了碎石樁復合地基的工程性能，使其整體強度增加、沉降及不均勻沉降變形均有所降低，并且總沉降期大幅度減小。本項目采用振沖碎石樁施工技術，利用振沖器的強力振動可充分密實土層，防止其液化的產生并可進一步提高其臨界水降比值，利于閘基的穩定。

2.2 試驗樁施工

試樁施工直接在振沖碎石樁施工范圍內進行布置，試驗樁按工程樁要求進行施工，檢測合格后可作為工程樁使用，檢測不合格則重新振沖或在旁邊加樁振沖。

首先用吊機將振沖器吊起垂直對準樁位，啟動水泵和振沖器，水壓控制在400～600KPa之間，水流量為每分鐘350～400L（噴水中心偏差≤50mm），將振沖器徐徐沉入土中，觀察此過程電流變動范圍。提升振沖器進行“清孔”兩次，造孔完畢，記錄整個成孔過程所用時間。向孔內倒入碎石料，并將振沖器沉入孔內進行振密，記錄整個制樁過程共用時間和填料量。

觀察幾根試驗振沖碎石樁的成樁過程和記錄數據：如果因地質較差，碎石填料擴散系數也較大，平均擴散系數較大，每米填料量相應增大，隨著制樁的增多填料量和擴散系數會相對減少，可加快制樁進度。將振沖碎石樁試樁施工情況統計列成表，經分析比較取得該試樁區段施工技術參數。根據試樁結果推斷地基承載力和最終沉降量，確定最終的施工樁長和終孔標準。此外，因樁尖地質層為粗砂透水層，為防止碎石樁施工時透水層擊穿，發生管涌，采用碎石反濾層壓蓋進行處理。

2.3 工程樁施工

（1）清淤、清理場地：平整場地至樁頂設計標高，然后布置樁位，根據試樁結果，確定施工技術參數。

（2）放線、定位：測量放線后吊車就位，徐徐吊起振沖器，使其豎直、懸空，距地面10～20cm，并讓尖端對準樁位，檢查水壓、電壓和振沖器電流是否正常。

（3）造孔：開啟高壓清水泵，注入高壓水，開動振沖器，振沖器在壓力沖擊作用和振動作用下豎直貫入地層至設計深度。

（4）清孔：造孔完畢后，將振沖器全部吊出后再對準孔位，保持堅直狀態，貫入孔底，進行一次清孔排漿，記錄清孔過程，并根據實際成孔排漿情況，確定清孔次數。

（5）填料、振密、制樁：清孔完畢，控制室改用加密電流，并改變水壓，采取連續填料，分段振密的制樁方法。將振沖器提離孔口1.0～1.5m，用裝載機裝載石料傾倒至接料器向孔內倒石料，每次填料數量視土質條件而定，一般每次填料高度為0.5～0.8m。待石料沉入孔底后，再緩慢下沉振沖器，振密孔底樁體，當振沖器工作電流達到規定的密實電流后，留振10～20s。循環上段工序，進行下一段樁體的壓密工作直至孔口，則完成一根樁的制樁過程。

（6）清溝排污：打樁過程中，施工現場需要做好清溝工作，確保排污網絡暢通，避免泥漿漫淌。需要注意的是，沉淀后的泥漿需要用泥漿車出運至棄土場排放，以確保施工場地整潔，實現文明施工。

（7）鋪設碎石墊層：振沖碎石樁處理完成后，在樁頂上鋪填50cm厚碎石墊層，全部處理范圍均采用20t振動壓路機重疊輪跡碾壓至少二遍。

3、紅江攔河閘振沖碎石樁施工質量控制措施

3.1 完善施工質量控制制度

質量體系的建立健全可以提供較為全面到位的質量管理程序以及手段，從而提高領導以及有關人員對工程項目的監管力度和管理水平，這對于提高工程質量起著關鍵性的保障作用。所以，為了保障振沖碎石樁施工質量，要根據IS09000質量管理體系，結合企業自身特點，因地制宜，建立起符合企業自身的質量管理體系以及評價制度，以此促進工程的質量管理工作，從而提升振沖碎石樁施工質量管理水平。此外，還要及時完善施工質量管理機制，協調施工環節和施工各個部門，明確施工范圍和施工責任，統一施工中的責任和權力，對施工責任進行細化，從而落實責任制，以便在安全事故發生的時候能夠將負責人員快速定位。（下轉第頁）

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3.2 加強施工材料管理

當前市場上工程材料較為豐富，種類多樣，質量也各不相同，而施工材料是工程的基礎，所以為了保障工程質量，就要保證施工材料合格。在原材料進入施工現場后，及時進行原材料、半成品材料、成品材料的見證取樣，同時見證取樣工作需由具備合格檢測資質的檢測單位承擔，而不宜由施工單位承擔。檢測單位在完成工程材料的見證取樣后，對其進行質量監測過程中必須嚴格遵循相關的標準技術試驗流程，在確保工程材料質量符合施工要求后才允許將其正式投入施工。在振沖碎石樁正式施工前，施工單位提供給監理單位的質量證明書、試驗報告、說明書等相關材料必須完整無誤。振沖碎石樁施工質量提升的前提是對原材料的質量進行嚴格把關及控制，相關單位必須重視材料質量監測工作，杜絕施工過程中出現質量低劣的材料及產品，更加主動地控制振沖碎石樁整體質量。

3.3 加強施工質量檢驗

（1）復合地基承載力檢驗：地基竣工驗收時承載力檢驗應采用復合地基荷載試驗，檢驗數量不小于總樁數的0.5%，且不少于3個點。施工結束后應間隔一定時間進行質量檢驗，本工程要求間隔10d方可進行質量檢驗。（2）樁體檢驗：單根樁用重型動力觸探進行檢驗，檢驗數量不少于總樁數的0.5%，且不少于3根。（3）樁間土檢驗：在處理深度內采用標準貫入進行檢驗。

3.4 強化施工安全控制

為了確保碎石施工安全生產，須重視起重施工安全，起重臂下嚴禁站人，吊機安裝振沖器時要對準樁位，有起重工指揮。進入施工現場要帶好安全帽（系安全帶），高處作業（配合起重，維修）但要求系安全帶。碎石樁施工人員要熟練掌握該施工工藝技術，并遵守相關的安全生產操作規程。現場施工用電嚴格執行“一機、一閘、一漏電開關”。施工人員要注意臺風信息，注意施工現場的防臺工作。施工人員每月至少進行一次安全學習或安全教育

結束語

綜上所述，振沖碎石樁體與樁體間被樁擠密的土組成復合地基，能夠大規模提升地基承載力，而且這種復合結構在加固地基的同時還能夠構成通暢的排水通道，綜合排滲能力隨之提高，液化可能性基本可以消除，工程造價低，在實際工程中應用技術成熟。紅江攔河閘是一宗以灌溉引水為主，兼顧發電的大（2）型水閘，本次工程中，振沖碎石樁施工技術得到了良好的運用，取得了顯著的社會、經濟效益。

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