淺談?wù)駴_碎石樁法處理防洪堤護(hù)坡及齒墻基礎(chǔ)的應(yīng)用

黃文兵

摘 要：文章結(jié)合工程實(shí)例，介紹了振沖碎石樁法處理防洪堤護(hù)坡及齒墻基礎(chǔ)的施工工藝及注意事項(xiàng)，并對(duì)不同方案的造價(jià)進(jìn)行了對(duì)比，說明了振沖碎石樁法加固效果好、速度快、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：碎石樁；防洪堤護(hù)坡及齒墻基礎(chǔ)；加固

中圖分類號(hào)：TV87 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）35-0145-02

1 工程概況

1.1 工程簡介

宜賓縣越溪河觀音場鎮(zhèn)防洪堤工程位于岷江左岸一級(jí)支流越溪河左岸及右岸支流三溪河上，工程距宜賓市58.0km。該工程以防洪為主，兼顧城市開發(fā)建設(shè)。工程由越溪河左岸防洪堤和三溪河左、右岸防洪堤組成。工程于2011年3月動(dòng)工，2012年12月完工。越溪河左岸防洪堤長0.65km；三溪河右岸防洪堤長1.02km；三溪河左岸防洪堤長0.85km。其中三溪河支左K0+000.0～支左K0+400m段為淤積地帶，地表河水常年不干，對(duì)護(hù)坡基礎(chǔ)長期產(chǎn)生浸泡，且經(jīng)現(xiàn)場開挖探測淤泥深達(dá)8～11m，這段軟土地基需加固處理。

1.2 地質(zhì)情況

1.2.1 巖土分層

根據(jù)現(xiàn)場開挖揭示地質(zhì)情況，樁號(hào)支左K0+000.0～支左K0+400m堤身及防沖齒墻基礎(chǔ)均為淤泥～軟塑狀殘積堆積粉質(zhì)粘土，厚度8～11m，再以下為白堊紀(jì)砂巖。

1.2.2 特殊性土層

本場地特殊性土層為淤泥～軟塑狀殘積堆積粉質(zhì)粘土，淤泥厚度3～4m，軟塑狀粘土厚度5～8m。這兩層為軟土層，含水量極高，且厚度大，承載力、抗剪強(qiáng)度很低，壓縮性高，受壓易變形。

2 處理方案選擇

方案1：清淤換填法：需新增開挖淤泥10萬方左右，回填渣料10萬方左右，而且可能影響堤軸線以內(nèi)7～10m已建成的區(qū)民小區(qū)的安全，挖掉至少寬度40m的淤土重新?lián)Q填，回填時(shí)需分層夯實(shí)，淤土流動(dòng)性大、危險(xiǎn)性高、工作量大、施工周期長、費(fèi)用大。

方案2：護(hù)坡改為重力擋墻：也需要開挖淤泥至基巖，可能影響堤軸線以內(nèi)7～10m已建成的區(qū)民小區(qū)的安全，施工難度大，即使建成也影響城鎮(zhèn)美觀。

方案3：振沖碎石樁法： 振沖碎石樁是利用振沖器產(chǎn)生的高頻振動(dòng)，在高壓水流下邊振邊沖，將振沖器逐漸沉入土中的設(shè)計(jì)深度，清孔后從下往上不停投入碎石加以振密制樁，與樁間土形成復(fù)合地基，振沖碎石樁具有施工工藝簡單，成樁速度快、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。

充分考慮本工程周期緊、防洪堤質(zhì)量要求高、造價(jià)低等因素，經(jīng)多方論證，本段地基加固采用振沖碎石樁法。

3 振沖碎石樁的設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)及要求

根據(jù)jgj79-2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》、gb50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》及地勘實(shí)際情況，對(duì)本段碎石樁幾個(gè)重要參數(shù)做如下要求：

（1）樁徑：碎石樁直徑為0.8m；碎石含泥量不大于5%，碎石粒徑3～8cm。（2）布樁6排，樁間距采用2m，梅花形布置。（3）樁長：打穿軟土層，深入基巖。（4）在樁頂之上先鋪墊0.5m的碎石墊層夯實(shí)，再鋪0.10m厚C15砼墊層，然后再進(jìn)行齒墻澆筑，齒墻與框格梁護(hù)坡相連，加強(qiáng)整體受力。

3.2 機(jī)具選擇

本次振沖碎石樁所采用的機(jī)械設(shè)備是ZCQ-75振沖器。

4 振沖碎石樁施工

4.1 施工工藝

4.1.1 施工準(zhǔn)備

（1）施工場地要具備“三通一平”條件。“三通一平”是指水通、電通、料通和平整場地，這是施工能否順利進(jìn)行的重要保證。水源、電源應(yīng)接至施工現(xiàn)場50m以內(nèi)，水量必須充足，電源最好安裝專變。料通是指應(yīng)在加固區(qū)附近設(shè)置若干個(gè)堆料場，且要保證數(shù)量充足、運(yùn)輸線路盡可能短且暢通，同時(shí)又不干擾工作線路。場地平整：先清除表層淤泥，再回填填筑土層至設(shè)計(jì)標(biāo)高，填筑時(shí)注意不要有大的石塊，保證振沖器能順利下鉆。

（2）測量放樣及布樁。根據(jù)圖紙要求進(jìn)行布樁，并繪制測量放線圖，交與監(jiān)理及設(shè)計(jì)單位復(fù)核后，進(jìn)行測量放樣，將所有樁進(jìn)行順序編號(hào)，每個(gè)樁位均打入木樁作標(biāo)志，標(biāo)明樁號(hào)。

（3）工藝試驗(yàn)。正式施工前，進(jìn)行工藝試驗(yàn)，試驗(yàn)的樁數(shù)不小于3根，以驗(yàn)證施工技術(shù)參數(shù)的處理效果，確認(rèn)或調(diào)整施工工藝和施工技術(shù)參數(shù)，并以此作為正式施工的依據(jù)。

（4）施工技術(shù)交底。在施工的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作完成后，由技術(shù)負(fù)責(zé)人根據(jù)設(shè)計(jì)要求及工藝試驗(yàn)結(jié)果向全體施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。技術(shù)交底內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)要求，如樁位布置圖、樁徑、基礎(chǔ)埋置深度等；施工技術(shù)參數(shù)，如加密電流、留振時(shí)間、加密段長度、填料數(shù)量和水壓等。

4.1.2 制樁

（1）制樁循序：本項(xiàng)目施工中，振沖造孔方法選用排打法和跳打法相結(jié)合的辦法，即一端開始，依次制樁到另一端結(jié)束，同一排孔采取隔一孔造一孔。

（2）振沖定位：吊車徐徐吊起振沖器，使其豎直、懸空，距地面10～20cm，并讓尖端對(duì)準(zhǔn)樁位中心，開啟供水泵，水壓保持500kPa左右，待振沖器下口出水后，開啟電源，啟動(dòng)振沖器，檢查水壓、電壓和振沖器電流是否正常。

（3）振沖成孔：啟動(dòng)吊車慢慢下放振沖器，以1～2m/min的速度貫入到土中的設(shè)計(jì)深度；記錄振沖器經(jīng)各深度的水壓、電流和留振時(shí)間。造孔過程中，要始終保持振沖器呈懸垂?fàn)顟B(tài)，以保證垂直成孔。振沖器下沉過程中，要注意返水及電流變化，若孔口不返水，應(yīng)加大供水量。電流不能超過電機(jī)的額定電流值，若超過，應(yīng)及時(shí)減速下沉或暫停下沉或上提振沖器，借助高壓水松動(dòng)土層使電流值降到額定電流以內(nèi)時(shí)再下沉。

（4）清孔：造孔時(shí)返出泥漿過稠或存在樁孔縮頸現(xiàn)象時(shí)需要清孔。清孔是指將振沖器提至孔口或在需要清理的孔段上下提拉，使振沖器在樁孔內(nèi)順直暢通以利填料加密。

（5）填料、加密：本工程采用強(qiáng)迫填料法，強(qiáng)迫填料法是指利用振沖器的自重和振動(dòng)力將填料挾帶到孔下部的填料方法。清孔完畢后，將振沖器下沉到樁底以上50cm左右處，向孔內(nèi)不斷填料振密。當(dāng)振密電流值達(dá)到密實(shí)電流值時(shí)，留振30s，將振沖器上提50cm，繼續(xù)填料振密，如此反復(fù)自下而上制作樁體直至孔口成樁。記錄各段深度的填料量、最終電流值和留振時(shí)間。endprint

（6）關(guān)閉振沖器和水泵，振沖器移至下一樁位。

（7）所有碎石樁制樁完畢后，夯壓密實(shí)表層松土，隨后鋪設(shè)并壓實(shí)50cm的碎石墊層。

4.2 施工注意事項(xiàng)

（1）地基處理是一項(xiàng)隱蔽工程，存在工程地質(zhì)條件復(fù)雜性和隨機(jī)性、施工隊(duì)伍操作水平的差異性等因素，因此，必須要建立完整的質(zhì)量管理體系，編寫詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，強(qiáng)化質(zhì)量監(jiān)督與檢驗(yàn)，做好施工記錄，使工程具有可追溯性。

（2）施工前必須進(jìn)行成樁工藝和成樁擠密實(shí)驗(yàn)。當(dāng)成樁質(zhì)量不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)調(diào)整施工參數(shù)后，重新進(jìn)行試驗(yàn)或設(shè)計(jì)。

（3）在造孔、成孔、填料擠密等各項(xiàng)工序中，必須嚴(yán)格按照施工參數(shù)進(jìn)行控制。填料擠密是振沖碎石樁施工的關(guān)鍵工序，主要通過加密電流、留振時(shí)間和加密段長度等多個(gè)指標(biāo)控制。加密電流是指填料加密過程中振沖器電機(jī)達(dá)到的設(shè)計(jì)電流值，在實(shí)際施工中要根據(jù)不同振沖器的空載電流對(duì)設(shè)計(jì)加密電流值做適當(dāng)調(diào)整。留振時(shí)間是指振沖器達(dá)到加密電流值后連續(xù)持續(xù)的時(shí)間，在規(guī)定留振時(shí)間內(nèi)，電流值應(yīng)大于或等于加密電流值。加密段長度指前一次加密段結(jié)束位置與本次加密段結(jié)束位置之間的距離。由于人工很難準(zhǔn)確控制加密電流與留振時(shí)間，因此宜采用自動(dòng)信號(hào)控制系統(tǒng)，操作人員要隨時(shí)檢查設(shè)定的加密電流值和留振時(shí)間是否發(fā)生變化。為保證加密段的準(zhǔn)確性應(yīng)在振沖器導(dǎo)管上焊上以0.5m為單位的刻度標(biāo)志。

（4）因本工程制樁順序?yàn)樘蚍ǎ┕ぶ幸⒁饴┲魄?/p>

況，施工完畢后，對(duì)照匯總樁號(hào)逐根核查，對(duì)未施工的及時(shí)安排施工，確保設(shè)計(jì)樁位全部實(shí)施。

5 結(jié)果及效益分析

5.1 處理效果

本次工程共施工碎樁785根，對(duì)其中的10根樁進(jìn)行了樁徑檢測，檢測結(jié)果表明碎石樁的平均樁徑均在1.0m左右，樁的圓度較好，平均成樁直徑約1.0m。對(duì)樁身進(jìn)行了重型動(dòng)力觸探檢測，共檢測6根，錘擊數(shù)大于10擊，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在以后的施工過程中岸坡均處于穩(wěn)定狀態(tài)。該段防洪堤經(jīng)過2013～2017年5個(gè)洪水期的考驗(yàn)，未發(fā)生不均勻沉陷或拉裂變形等，運(yùn)行狀況良好，由此證明碎石樁可作為快速提高地基穩(wěn)定性的一種有效手段。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益

方案1造價(jià)約772萬元、方案2造價(jià)約495萬元、方案3造價(jià)約360萬元，采用振沖碎石樁施工工藝工程造價(jià)節(jié)約約135萬元。振沖碎石樁法處理軟土地基技術(shù)比較成熟，施工速度快，加固費(fèi)用低，處理效果好，實(shí)踐證明，振沖碎石樁法加固處理軟弱地基是一種行之有效的方法。

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