广东省水利水电第三工程局有限公司 广东东莞 523710
摘要：振冲碎石桩具有技术可靠、设备简单、操作技术易于掌握、施工简便快速、加固速度快，质量易控制的优点。本文结合红江拦河闸重建工程地基处理实例，探讨振冲碎石桩的施工原理、施工工艺、质量控制和质量检验等方面进行了简要的分析和探讨。
关键词：振冲碎石桩；水闸工程；基础处理；应用
1.工程概况
红江拦河闸位于阳东县合山镇北部，是东湖灌区的水源工程之一，红江拦河闸由红江闸和断桩山闸两座拦河闸组成，设计过水总净宽180m。
红江闸闸址地基土多属中硬土，局部零星分布软土下卧层，闸基的抗滑稳定性较好。基岩埋藏浅，岸坡稳定性好。但闸基砂层厚度大、强透水，容易发生管涌型渗透破坏，砂基的渗流稳定及地基变形问题尤其突出，采用碎石桩作为基础持力层，垂直防渗墙结合上下游水平粘土铺盖进行防渗处理。
采用振动水冲法工艺施工，利用55KW的振冲器和高压水进行振冲造孔，碎石桩桩径为0.8m、桩距2.0m、正方形布置，设计单桩承载力不小于390kPa、复合地基承载力不小于180kPa。
2.施工原理
振冲碎石桩是较为普及的处理软土地基的实用技术。它的施工原理是在地基土体中，使用振冲器进行成孔，并进行振密填料的置换，从而形成碎石桩体，与原有地基土形成复合地基，加速土层的固结并极大的改善土体的排水性能，在增强地基承载力提高稳定性的同时，也减少了不均匀沉降。振冲碎石桩具有挤密、排水、置换、垫层和加筋几种作用。
3.施工准备
3.1施工材料准备
振冲碎石桩使用的填充料采用含泥量不大于5%的碎石，碎石的级配良好，最大粒径不大于50mm。
3.2施工机具设备
1）振冲器：采用选用ZCQ-55振冲器，每台设备配置1台高压水泵，水压力为400~600kPa、流量为200~400L/min。
2）升降设备：振冲器的升降一般使用起重能力为15～25t的自行式、全回转履带式起重机，也可以使用自行井架式施工平车或其他自制的升降设备。
3）填料设备：装载机或自制吊斗（用于加填料）、手推车。
4）辅助设备：供水水泵和排水管道，电力控制设备（150A以上容量的电流表，500V的电压表）和留振时间自动信号仪表，配套的电缆、胶管，修理机具。
3.3技术准备
1）收集场区的工程地质、水文地质资料，研究场地地基土的物力力学性质、地下水位及动态。熟悉施工图纸，参加设计单位的技术交底。
2）编制振冲碎石桩施工方案并经审批后向操作人员交底。
3）组织机械设备进场，安装振冲设备组合安装地点，检查设备完好情况。
4）进行振冲碎石桩现场施工试验，以确定水压、振密电流和留振时间等各种施工参数。
5）做好场地高程测量工作，计算地面平均高程，确定碎石桩桩顶标高和振冲桩孔深度。
6）确定施工顺序，碎石桩施工顺序一般按一个方向推进，但对易液化的粉土地基，采取跳打或围打。
4.施工工艺
4.1工艺流程
图-1 振冲碎石桩工艺流程图
4.2操作方法
1）布置桩位
采用经纬仪或全站仪，经过基准桩确定施工范围，确定桩位基线，布置桩点，对桩点采用可靠的标识进行标记。
2）设备就位
检查起重机稳定情况，起吊振冲器对准桩位（误差小于50mm）。
3）启动水泵和振冲器
先开启供水泵（采用压力200~600KPa，供水量200～400L/min的供水泵），待振冲器下端喷水口出水后，启动振冲器，检查水压、电压和振冲器空振电流是否正常。
4）振冲造孔
吊机放下振冲器，使其贯入土中，一般采用0.5～2.2m/min的速度下沉，造孔过程中保持振冲器呈悬垂状态，以保证成孔垂直。当电流值超过电机额定电流时，减速或暂停振冲器下沉或者上提振冲器，等电流值下降并满足要求后再继续造孔。造孔中，若孔口不返水，加大供水量。施工中设专人记录造孔时的电流值、造孔速度及返水情况。
当造孔达到设计深度时即可终止，并将振冲器上提300～500mm。造孔时返出的水和泥浆要做好围挡、汇集、沉淀。
5）清孔
造孔终止后，当返水中含泥量很高，或孔口被泥土淤塞或孔中有高强粘性土，使成孔直径小时一般需要清孔。清孔方法是把振冲器提出孔口，保证填料畅通。
图-2 振冲碎石桩工艺示意及配套设备图
6）成孔验收
冲孔清孔后，为防止孔内坍塌，立即验收，按规定填写成孔记录。
7）填料
清孔后即向孔内填料，填料方式有连续填料和间断填料两种。连续填料时，振冲器停留在设计孔底300～500mm以上位置，向孔内不断回填石料，并在振动中提升振冲器，整个制桩过程中石料均处于满孔状态。间断填料时，将振冲器提升孔口，每往孔内倒0.15～0.5m3石料，下降振冲器至填料中振捣一次，如此反复至制桩结束。
8）振密成桩
依靠振冲器水平振动力将填入孔中的石料不断挤向侧壁土层中，同时使填料挤密，直到满足设计要求的电流值、留振时间和填料量。无论采用哪种填料方式，都必须保证振密从孔底开始，以每段300～500mm的长度逐段自下而上直至桩顶设计标高。成桩以后，先停止振冲器运转，再停止供水泵。
9）检查验收
施工结束后间隔一定时间进行质量检验，本工程要求间隔10d方可进行质量检验。
10）桩头处理
振冲桩桩体施工完毕后，将松散的桩头压实，随后铺设0.5m厚的碎石垫层并压实。
11）季节性施
冬期施工，对供水设备采取防冻措施，夜间停工时，要将供水管内的水排干净，振冲器清除残留的泥土，防止冻结。
冬期施工及时清除返出地面的泥浆和水，防止地面结冰。
雨期施工做好排水沟和集水坑，及时将场地的雨水排除，确保场地内无积水。
5.质量控制
施工前检查振冲器的性能、电流表、电压表的准确度及填料的性能。
施工中检查密实电流、供水压力、供水量、填料量、孔底留振时间、振冲点位置、振冲器施工参数等（振冲参数由振冲试验或设计确定）。对成孔、清孔、填料、振密成桩和施工质量记录、成孔验收等全过程进行监控。
振冲碎石桩地基质量检验标准符合表5-1的规定。
5.质量检验
施工结束后，在有代表性的地段按规定做地基强度或地基承载力检验。
地基竣工验收时承载力检验采用复合地基荷载试验，检验数量不小于总桩数的0.5%，且不少于3个点。
桩体检验：单根桩用重型动力触探进行检验，检验数量不少于总桩数的0.5%，且不少于3根。
桩间土检验：在处理深度内采用标准贯入进行检验。
闸基振冲桩单桩承载力不小于390KPa。振冲挤密后中粗砂的标准贯入锤击数不小于10击；
6.结语
本工程需做振冲碎石桩处理的部位为红江闸右岸三联水闸和电站部分，其中第三联水闸右侧沿坝轴线16.5m范围内振冲碎石桩桩长为5m，其余皆为10m，在平面上成2×2m梅花形布置，桩径为80cm，总工程量为12585m。
振冲碎石桩在本工程的地基加固处理取得了良好的效果，经过碎石桩处理的堤段，沉降量小，承载力大幅度提高且固结期短，对缩短工期也十分有利，该工程的顺利完成，为后续工程的全面开展，创造良好的工作条件。工程实践证明，效果良好，可供类似工程的施工借鉴参考。
参考文献：
[1]阳东县红江拦河闸重建工程初步设计报告
[2]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
[3]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
论文作者:梁春梅
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/5
标签：碎石论文; 填料论文; 地基论文; 工程论文; 拦河闸论文; 设备论文; 电流论文; 《基层建设》2016年6期论文;