水利大壩地基振沖碎石樁處理施工工藝

費智鋒

摘要：水利工程是國家基礎工程，在各個地方都得到重視，其工程質量更是重中之重，振沖碎石樁地基處理技術以其獨特的優勢在水利地基加固工程中的應用范圍不斷擴大。文章結合工程案例，對水利工程振沖碎石樁施工工藝及質量控制進行了分析，以便不斷提高施工水平。

關鍵詞：水利大壩；振沖碎石樁；施工工藝

地基作為水利大壩工程的基礎，對工程建筑穩固性、可靠性、安全性等的提高都具有重要的作用。因此，相關工作人員必須提高重視，運用科學、合理、適宜的施工技術，以優化地基施工設計，提高地基施工的效果。目前應用效果較好的地基處理技術是振沖碎石樁技術，利用振沖過程中振動將碎石擠入泥中，形成排水通道，同時置換出部分淤泥，形成樁體，構成復合地基。其中既有置換作用，又有排水固結作用，同時還有擠密及預震作用，使在地基發生根本性變化，形成復合地基，增強地基承載力。經過振沖碎石樁技術處理的地基，可以有效地滿足工程建筑對承載力的要求，提高工程建筑的質量。

一、工程實例

某水庫工程是新建的中型水利工程，位于珠江流域。水庫設計總庫容2506.5萬立方米，設計灌溉面積5.19萬畝。根據地質情況，對壩基河床部位的淤泥質地基沖洪積淤泥質粘土（Qap14）、第四系湖積（Q1）淤泥層、含砂粘土（Qap13）、含礫淤泥質粘土（Qap12）等進行振沖處理，振沖加固采用滿堂加固，碎石樁孔距1.5m排距1.3m，呈等邊三角形布置，加固面積47168.5m²，振沖后的面積置換率為m=0.25。

二、水利工程中振沖碎石樁施工工藝

1、施工準備

（1）振沖平臺填筑。由于振沖區淤泥層較厚，屬軟塑狀淤泥，機械無法進入施工。經項目部提出，業主、監理、設計、施工單位四方協商后決定對振沖區回填1.5m～2m的洞渣料和風化料作為振沖平臺。回填料選用左岸輸水（導流）隧洞明挖段風化料和洞挖渣料。

（2）布置場內運輸道路、道路兩邊的排水盲溝、縱向排水溝、料場、沉淀池及清水池，準備好照明設施以便夜間施工。

（3）把振沖場地分為57個小區，每個區為一個單元，分區設置縱向、橫向排污溝，保證泥漿及時排放到沉淀池，滿足環保要求。

（4）測量放樣及布樁。按設計布樁形式總體布樁，每個單元樁位單獨編號，測量放線時按各單元編號，每個樁位都用竹樁編號定位，布樁誤差控制在2cm內。

（5）在設計指定場地進行現場成樁試驗，通過現場試驗確定了滿足設計要求所需的施工機具、施工工藝和技術參數，以此作為施工的依據。

（6）進行施工技術交底。在施工的各項準備工作完成后，施工前由技術負責人根據試樁結果及設計要求向全體施工人員進行技術交底。

2、施工流程

振沖時采用排打法施工，所有振沖器一字形排開，從振沖區下游邊逐漸向上游邊推進。

（1）造孔。開動高壓水泵沖水，啟動自動控制系統，待振沖器運轉正常后，使振沖器徐徐貫入土中，振沖器下降速率控制在0.5-2.0m/min，造孔水壓宜控制在0.3Mpa～0.8Mpa。

（2）清孔。造孔結束后，將振沖器提出孔口，再以較快速度從原孔貫入，使樁孔暢通，為了便于填料加密，可將振沖器提升2-3次。

（3）填料加密。向孔內傾倒部分石料壓底，然后用振沖器反插至設計標高后上提30-50cm，待達到加密電流和留振時間后，可依次向上分段加密，加密段長度應符合設計要求，控制在30-50cm，加密水壓宜控制在0.1Mpa～0.5Mpa。

（4）淤泥處理。振沖產生的大量淤泥，由排污溝匯集到沉淀池，經沉淀后清水放入下游河道，污泥用泥漿泵抽至密封車，由密封車運至5km外的攔渣壩內。

（5）施工過程中質量控制。經現場試驗確定的施工參數為造孔電流為100～140A，造孔水壓為0.3MPa～0.8MPa，造孔速度不宜超過2m/min，加密電流為80～100A，加密水壓為0.1MPa～0.5MPa，留振時間為8～15s，加密段長小于50cm，填料量指標每延米不小于0.7m3為參考值，樁距允許偏差±10cm，樁徑不小于0.8m，成孔中心與定位中心偏差不得大于10cm，樁頂中心與定位中心不得大于20cm。

填料量、密實電流、留振時間、加密段長四個要數是確保工程質量的關鍵所在。施工時密實電流和留振時間采用自動控制系統，每次的提升度高預先標注在振沖器導桿上，填料方式采用連續填料。

施工過程中詳細記錄了樁號、單樁造孔起、止時間、造孔水壓、清孔時間、每個加密段長、每個加密段起止時間、每個加密段填料量、單樁填料量、加密電流、加密水壓，會同現場監理工程師對每個孔進行孔位、孔深、孔斜和清孔驗收，同時對碎石樁的樁距、樁徑按2%的抽查率抽查。

三、水利大壩地基振沖碎石處理施工控制

1、樁長控制

水上施工的樁長根據海平面的潮落位控制。首先在施工前，在每根振沖樁施工前測量水深，作為振沖器造孔終止深度的依據，同時根據勘察報告加固軟弱層深度和造孔電流最終確定成孔深度。并且在加密快完成時，再次測量水深確定制樁的樁頂標高。在振沖器和導管安裝完后，應用鋼尺丈量并在振沖器和導管標出長度標記，一般0.5m為一段，使操作人員據此控制振沖器入土深度；施工中當水面出現上漲或下降時，根據水尺的標記，確定水位高程和振沖器上的標尺，確定振沖器入土深度。

2、填料控制

本工程所用樁體材料堅硬、具有一定的強度、水穩定型好，不易風化且級配良好且碎石含泥量不大于5%的碎石。碎石進場后使用前需要按照有關要求進行復試，合格后方能用于施工。

拋石船孔口上料使用斗容為0.5～1.5m3的反鏟挖掘機，挖掘機將石料轉倒進設置在作業平臺邊沿上的上料斗中。上料斗將升起，投放到導桿上端的接料斗內，完成一次投料過程。改變傳統的投料方式可以確保投料的準確性和及時性，可提高施工效率。

3、成孔質量控制

水下施工時，表層土有淤泥存在，特別是在水下成孔時水流可能會受到海水影響，制約上流水流攜帶泥砂的能力。因此為保證成孔質量，確保石料能夠順暢進入孔內，保證成樁質量，在水下成孔時采用大水量沖孔。可以考慮在振沖器的減振器處將水管開孔，加強沖孔攜渣能力。加密過程中，碎石樁會含一定的粘土，影響樁體碎石顆粒的嚙合，從而降低樁體強度，為減少樁體的含泥量，施工中應加大加密水壓，延長清孔過程，多次提拉振沖器至孔口，減慢加密速度。

四、結束語

綜上所述，振沖碎石樁技術的引用，對于提高我國水利工程施工建設質量有很大的幫助，不僅使得地基載重的能力大大提高，也使地基凝固的速率大大提升。在水利工程施工建設中應用該項技術可以更加便捷可靠地控制地基沉降量的問題，而且具有經濟性、實用性等優點，推動我國水利工程建設快速安全穩定的向前發展，確保我國經濟效益得到最大程度的優化。