振沖碎石樁在水庫工程地基處理中的應用分析

胥歡

【摘要】結合固原市原州區喬家溝水庫工程泄洪涵洞地基加固處理范例，簡要探討分析了振沖碎石樁法處理地基的方法和具體處理環節、過程、效果；使得經過處理的地基承載力得到一定程度提高，滿足了設計要求；該方法具有施工操作簡單、工期短、工程造價低等特點，并在固原市水庫建設中首次應用，將為類似工程地基處理提供可借鑒作用。

【關鍵詞】振沖碎石樁；基礎；處理；寧夏原州區

【Abstract】This paper briefly analyzes and analyzes the method and the specific treatment process， process and effect of the vibrating gravel pile method， so that the bearing capacity of the treated foundation is improved to a certain extent. In this paper， the foundation of the foundation of the Qiangjiagou reservoir project in Guyuan District of Guyuan City is analyzed， Which has the characteristics of simple operation， short construction period and low project cost. It is applied for the first time in the construction of Guyuan reservoir， which will provide reference for similar engineering foundation treatment.

【Key words】Vibrating gravel pile；Foundation；Treatment；Ningxia Yuanzhou district

1. 工程概況

1.1主要技術指標。

（1）固原市原州區喬家溝水庫地處茹河流域小河上游右岸一級支流母家河出口處，位于原州區河川鄉喬家溝村，距固原市約15Km，控制面積為34.5 Km2。水庫由土壩和泄洪建筑物組成。土壩為均質土壩， 設計壩頂高程1576.40m，最大壩高29.2m，總庫容548.80萬m3，屬小（1）型水庫，壩軸線長213.0m，設計壩頂寬8.0 m，水庫下游坡腳設貼坡排水體。

（2）泄洪建筑物布置于土壩左岸，由引渠、進口段、水塔、泄洪涵洞、泄洪明渠、泄洪陡坡、消力池及海漫段組成。

1.2建筑物工程地質。

1.2.1地層巖性。

根據鉆孔和探井揭露，輸水建筑物基礎分布有第四系全新統沖洪積角礫（Q42apl）；第四系全新統沖洪積砂壤土、角礫（Q41apl）；第四系上更新統馬蘭組黃土（Q3m）；第四系上更新統沖洪積細砂（Q3apl）；新近系紅柳溝組砂質泥巖（N1h）等地層構造之上。

1.2.2地質評價。

地質實驗成果表明，由于黃土、砂壤土具濕陷性且承載力較低，不宜作為基礎持力層，非濕陷性黃土、角礫、細砂層、砂質泥巖為良好的基礎持力層，泄洪涵洞地基建議座落在角礫、砂質泥巖上。

2. 工程設計

2.1設計理念。

（1）振沖碎石樁法適用于角礫、砂土、粉土、粉質粘土、素填土和雜填土等地基處理，主要用來提高地基承載力，減少地基沉降量，同時可用來提高土坡的抗滑穩定性或提高土體的抗剪強度及地基液化處理。

（2）振沖碎石樁復合地基是將碎石、砂或砂石混合料擠入已成的孔中，形成密實砂石豎向增強體的復合地基。根據喬家溝水庫泄洪涵洞地基承載力計算成果，涵洞底板位于角礫（Q41apl）上，允許承載力[R]=200KPa，不能滿足設計要求。由于涵洞基礎所處位置較低，地下水位高，根據實際地質條件，分析比較后，決定涵洞基礎采用振沖碎石樁進行加固處理。

2.2設計成果。

根據《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2012 及參考有有關工程實例，設計振沖碎石樁法采用55kw振沖器，地基處理范圍根據建筑物重要性和場地條件確定，本次設計按基礎外緣擴大2排樁考慮，采用對稱軸線多排布樁，樁徑1100mm，樁間距采用1.4m，樁長根據角礫層深度確定最大為6.6m，最小深度6.4m，填料粒徑采用50mm-100mm，含泥量不大于5%碎石，樁體施工完后將頂部預留0.3m的松散樁體挖除，鋪設0.3m的墊層并壓實，振密孔施工順序宜逐點逐行進行。

復合地基承載力計算：

fspk =[1+m（n-1）]fsk

m=d02 de2

式中：fspk ——復合地基承載力特征值，KPa；

fsk ——處理后樁間土承載力特征值，可按地區經驗確定，無經驗值時砂土可取原天然地基承載力特征值的1.5倍，本次設計按原天然地基承載力特征值的1.5倍考慮=1.5×200=300KPa；

m ——面積置換率；

d0——樁長范圍內的平均樁徑，1.1m；

de——單樁等效影響圓直徑，對稱軸線多排樁相當于正方形布樁，de=1.13s，m；

S ——樁的間距，1.4m；

n——樁土應力比，無實測資料時取1.5-3，本次取3。

經計算，復合地基承載力滿足設計要求。

3. 施工方法

3.1工藝流程。

振沖碎石樁工藝流程為：定位→造孔→成孔→填料振沖→振沖成樁→松散樁挖除→墊層壓實→通過靜荷載實驗復核地基承載力等程序。endprint

3.2施工準備及注意的問題。

（1）根據施工要求，準備好臨時道路用于施工機械進場，整平場地，清除樁基范圍內的高空、地面、地下障礙物；架空高壓線距鉆機龍門架不得小于10m；修設設備、材料進出行走道路，做好排水措施。

（2）按設計要求布置進行測量放線，定出樁基軸線，先定出中心，再引出兩側，并將樁的準確位置測設到地面，并測出每個樁位的實際標高，場地外設2～3個水準點，以便隨時檢查之用。

（3）仔細檢查鉆機設備及起重工具；鋪設水電管網，進行設備架立組裝和碎石樁試打樁。

（4）準備好樁基工程沉樁記錄和隱蔽工程驗收記錄表格，并安排好記錄人員。正式施工前應先做振沖碎石樁試驗樁，其數量以滿足復合地基承載力實驗為準。

4. 振沖碎石樁主要技術參數控制

經過現場實驗、分析、比較，振沖碎石樁實驗樁主要技術參數如下：

（1）造孔水壓控制在0.4～0.6Mpa，造孔速度1.0～1.5m/min；

（2）有效加密電流控制在70A左右；

（3）孔深允許偏差±20cm；

（4）粧體直徑允許偏差±5cm；

（5）填料振沖水壓控制在0.6～0.8Mpa，填料為含泥量≦5%的破碎石；

（6）留振時間為10～15s；

（7）加密段控制長度為500～800mm。

5. 復合地基承載力檢測

喬家溝水庫工程2016年10月26日寧夏自治區水利廳以寧水計發〔2016〕123 號下發批復，核定工程概算總投資 4962.62 萬元，同年11月30日完成土建工程招標。2017年4月20日寧夏德坤巖土工程有限公司完成了涵洞基礎振沖碎石樁實驗樁施工，2017年5月18日經寧夏工程物探勘察研究院有限公司對振沖碎石復合地基承載力進行檢驗，檢驗報告表明涵洞地基承載力達到設計要求的承載力值。2017年6月30日施工單位完成全部振沖碎石樁施工及檢測工作，碎石振沖取得了預期的效果。

參考文獻

[1]《碾壓式土石壩設計規范》SL274-2001，中國電力出版社，2002年.

[2]《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）.

[3]《濕陷性黃土地區建筑規范》（GB50025-2004）.

[4]《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）.

[5]《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2012.

[6]《原州區喬家溝水庫工程地質勘察報告》，寧夏水利水電勘測設計院.endprint