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摘 要：大庄水库上、下游坝基为淤泥质地基，淤泥呈软塑状，局部呈流塑状，内夹透镜体，淤泥层较厚，地基承载力较差，无法满足坝基承载力要求，本文介绍了振冲碎石桩进行处理的情况和效果。
关键词：淤泥质地基，振冲碎石桩，大庄水库
大庄水库工程是新建的中型水利工程，位于珠江流域，南盘江二级支流的大庄河中部，红河州开远市大庄乡东北部，距大庄乡约1 km，距开远市约39 km，距昆明—河口公路17km，交通方便。水库设计总库容2506.5万m3，设计灌溉面积5.19万亩。
根据地质情况，对里程0+124~0+336.6 m坝轴线前部30~198 m之间和0+091~0+310.58 m坝轴线后部92.2~171.85 m之间对坝基河床部位的淤泥质地基冲洪积淤泥质粘土（Qapl4）、第四系湖积（Ql）淤泥层、含砂粘土（Qapl3）、含砾淤泥质粘土（Qapl2）等进行振冲处理，振冲加固采用满堂加固，碎石桩孔距1.5m排距1.3m，呈等边三角形布置，加固面积47168.5㎡，振冲后的面积置换率为m=0.25。
1振冲碎石桩施工
利用振冲过程中振动将碎石挤入泥中，形成排水通道，同时置换出部分淤泥，形成桩体，构成复合地基。其中既有置换作用，又有排水固结作用，同时还有挤密及预震作用，使在地基发生根本性变化，形成复合地基，增强地基承载力。
施工准备→定位→造孔→清孔→填料→加密→边提边填料边振密→成桩→移至新孔位→质量检测
1.1施工准备
（1）、振冲平台填筑。由于振冲区淤泥层较厚，属软塑状淤泥，机械无法进入施工。经项目部提出，业主、监理、设计、施工单位四方协商后决定对振冲区回填1.5m～2m的洞渣料和风化料作为振冲平台。回填料选用左岸输水（导流）隧洞明挖段风化料和洞挖渣料。
（2）、布置场内运输道路、道路两边的排水盲沟、纵向排水沟、料场、沉淀池及清水池，准备好照明设施以便夜间施工。
（3）把振冲场地分为57个小区，每个区为一个单元，分区设置纵向、横向排污沟，保证泥浆及时排放到沉淀池，满足环保要求。
（4）、测量放样及布桩。按设计布桩形式总体布桩，每个单元桩位单独编号，测量放线时按各单元编号，每个桩位都用竹桩编号定位，布桩误差控制在2cm内。
（5）、在设计指定场地进行现场成桩试验，通过现场试验确定了满足设计要求所需的施工机具、施工工艺和技术参数，以此作为施工的依据。
（6）、进行施工技术交底。在施工的各项准备工作完成后，施工前由技术负责人根据试桩结果及设计要求向全体施工人员进行技术交底。
1.2施工
振冲时采用排打法施工，所有振冲器一字形排开，从振冲区下游边逐渐向上游边推进。
(1)造孔。开动高压水泵冲水，启动自动控制系统，待振冲器运转正常后，使振冲器徐徐贯入土中，振冲器下降速率控制在0.5-2.0m/min，造孔水压宜控制在0.3Mpa～0.8Mpa。
（2）清孔。造孔结束后，将振冲器提出孔口，再以较快速度从原孔贯入，使桩孔畅通，为了便于填料加密，可将振冲器提升2-3次。
（3）填料加密。向孔内倾倒部分石料压底，然后用振冲器反插至设计标高后上提30-50cm，待达到加密电流和留振时间后，可依次向上分段加密，加密段长度应符合设计要求，控制在30-50cm，加密水压宜控制在0.1Mpa～0.5Mpa。
（4）淤泥处理。振冲产生的大量淤泥，由排污沟汇集到沉淀池，经沉淀后清水放入下游河道，污泥用泥浆泵抽至密封车，由密封车运至5km外的拦渣坝内。
（5）施工过程中质量控制。经现场试验确定的施工参数为造孔电流为100～140A，造孔水压为0.3MPa～0.8MPa,造孔速度不宜超过2m/min，加密电流为80～100A，加密水压为0.1MPa～0.5MPa，留振时间为8～15s,加密段长小于50cm，填料量指标每延米不小于0.7m3为参考值,桩距允许偏差±10 cm，桩径不小于0.8m，成孔中心与定位中心偏差不得大于10cm，桩顶中心与定位中心不得大于20cm。
填料量、密实电流、留振时间、加密段长四个要数是确保工程质量的关键所在。施工时密实电流和留振时间采用自动控制系统，每次的提升度高预先标注在振冲器导杆上，填料方式采用连续填料。
施工过程中详细记录了桩号、单桩造孔起、止时间、造孔水压、清孔时间、每个加密段长、每个加密段起止时间、每个加密段填料量、单桩填料量、加密电流、加密水压，会同现场监理工程师对每个孔进行孔位、孔深、孔斜和清孔验收，同时对碎石桩的桩距、桩径按2%的抽查率抽查。www.tmgc8.com
（6）施工过程中遇到的问题及应对措施
造孔时遇到软土地基，采用“先护壁，后制桩”的施工方法：即在振冲开孔达到第一层软弱层时，加适量填料进行初步挤振，将填料挤到软弱层周围，以加固孔壁，再用同样的方法处理第二层、第三层等。
造孔时，如土层中夹有硬层时，应适当进行扩孔，即在硬层中将振冲器往复上下多次，使孔径增大以便于填料。
清孔问题：清孔必须清到底，否则底部桩体将充满清孔下来的表层黏性土和粉细砂，即使它暂时能承受加密电流的振荡力，但时间一长，随着孔隙压力的消散和桩体与周围土粒的重新分布，其强度也自然要降低，并且桩体的透水性和排水条件也难以保证。
桩体密度不够时，延长留振时间，增加反插次数，增大填料量。
桩位偏移超标：避免该问题出现的方法就是应使振冲器对准振位，控制初始下沉速度，保持振冲器悬重状态下沉。
实际加密时间不足的问题：振冲桩是在已造孔内逐段加填砂石料，分节加密而成的。加密时间的长短成为桩体密实程度的主要因素。但在实际施工中发现，振冲器携带石料未达到加密段顶头时就达到加密电流，自动控制加密时间装置就开始计时。这样加密时间不足，导致桩体的密实度达不到设计要求。产生原因有三：一是连续填料，二是孔径不足，三是填料量过大。因此，要充分清孔控制填料量，发现振冲器在明显下降开始达到加密电流时，不能以自动装置来控制时间，应由人工控制时间，使实际加密时间达到本工程设计要求的10s。
振冲器工作电压不足问题：振冲器用电是由高压电线经变压器再输经监控台，然后通过电缆输入到振冲器中的。监控台电压表读数即是变压器输送到监控台的电压，也是监控台输送到振冲器的输出电压，一般认为就是振冲器的工作电压。但实际振冲器的工作电压并未达到设计电压。过长的电缆电损耗，使振冲器功率达不到额定值，影响加密效果，甚至会出现造孔“闷机”。为解决这一问题，根据计算及施工经验，监控台引出电缆长度最大不得超过150m。
1.3质量检测
（1）原材料. 填料选用强度高、级配好的碎石料，碎石粒径宜为20mm～150mm，含泥量不大于5%，超径含量小于5%，逊径含量小于10%。
（2）碎石桩密实度检测.采用重型（2）动力触探检测桩体密实度，密实桩标准为重型动力触探平均贯入10cm的锤击数≥7击。
（3）桩间土处理效果.采用标准贯入试验和钻探取土器取样进行振冲后土的室内物理力学性质试验检测桩间土处理效果。
（4）桩、土复合地基处理效果. 采用桩土复合地基载荷试验，测定复合土体承载力及沉降量，复合地基承载力应≥0.2 MPa。
（5）振冲置换处理面积置换率至少为25%，置换后复合土体的力学指标应达到以下数值。
土层复合体粘结力 复合体内摩擦角
（KPa） (度)
粉土及含砾粘土（Qs）≥17.288 ≥22.201
含砾淤泥质粘土（Qap14） ≥10.845 ≥15.831
粉土及粉砂质粘土（Qap13） ≥14.258 ≥19.761
含砾淤泥质粘土（Qap12） ≥11.250 ≥16.035
淤泥（Q1） ≥7.575 ≥15.020
1.4检测结果
坝基振冲处理碎石质量委托云南润诺建筑检测有限公司检测，共取样检测62组，超径含量值为0%；逊径含量为0. 5%～9.9%，不均匀系数在1.64～5.52之间，级配为良好，碎石的含泥量值为1.3%～1.9%，满足设计要求。振冲处理效果检测委托云南省建筑质量检测监督站进行检测。经检测，复合地基承载力范围值为0.22 MPa～0.32 MPa,沉降量范围值为24.33ｍｍ～53.87ｍｍ，满足设计要求；重型动力触探每贯入10ｃｍ锤击数范围值为7.39～40.5，满足设计要求；标准贯入试验贯入30ｃｍ锤击数范围值为5.04～8.49。振冲置换处理面积置换率为30.1%，复合土体的内摩擦角按规范推荐的Priebe公式计算得φsp=23°42′满足要求。
2效益分析
开远市大庄水库振冲加固面积为43386 m2。平均有效桩长7．5m，碎石桩桩径 90cm，桩呈等边三角形布置，桩距1．5m，排距1.3m采用粒径不大于2cm～15cm较为均匀的碎石，其含泥量小于5％。共制桩22336根。
平面碎石桩含桩率，P ＝（3.14×0.452 ×22336）÷43386=33.5％，按虚桩1m，充盈系数1.1考虑，总用碎石量为：V=3.14×0.452×(7.5+1)×1.1×22336=132792ｍ3。
按碎石成桩单价120元计取，则碎石桩直接费：C1=120×132792=15935040元。www.tmgc8.com
泥浆处理费：泥浆量 =132792x1．1=146071m3按泥浆外运一次贴费20元计取，泥浆处理费：C2=20×146071=2921420元。
地基处理直接费：C＝（15935040+2921420）÷43386＝434.6元／m2。
与深层搅拌桩相比节约投资20—40％，降低了成本；同时振冲碎石桩施工工效高，不受季节限制，可在雨季施工，比原计划提前45天完成，为大坝度汛赢得了时间，节约成本125万。有较好的经济效益和社会效益。
振冲法地基处理适用于碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填涂及湿陷性土等地基的加固处理。最适宜水利工程施工，以及工民建工程中水位较高且对承载力要求较低的工程。同时振冲施工具有施工工效高，工期短，不受季节限制，机械设备和施工工艺简单，节约三材，加固速度快，节约投资施工噪声低，社会效益显著等特点，将会越来越多的运用到地基处理中。
