蒋倩茜
安徽禹溪水利工程有限公司 安徽淮北 235100
摘要：根据某一级泵站扩建工程压力钢管、出水池地质情况，经研究采用振冲碎石桩施工技术进行具有液化性地基的处理，以提高地基承载力，增强地基稳定，减少基础不均匀沉降。对采用振冲碎石桩施工技术的施工方案、资源配置、施工工艺、施工参数以及质量控制进行了阐述。
关键词：地基液化性处理；振冲碎石桩；施工技术
0引言
某一级泵站扩建工程靠近一级站上游，扩建工程主要是为北赵灌区（设计提水量15.06m3/s）、西范灌区和西范东扩灌区（设计提水量13.8m3/s）解决水源问题，并兼顾向某灌区和汾南灌区补充水源（考虑输水损失，确定设计总流量40m3/s）。扩建项目一级泵站装机量6300kW，2台机组，总提水流量40m3/s，确定设计扬程为5.91~11.67m。出水池处是压力钢管部位，其地表地层岩性为人工堆积含有碎石等的低液限粉土，厚约1m，其下为第四系全新统粉土质砂、含细粒土砂，结构松散。为提高地基承载力，消除出水池及压力钢管地基液化性，采用振冲碎石桩技术对地基进行加固处理。碎石桩桩径0.8m，间距2.0m，桩长10m，正三角形布置，共布置碎石桩430根，处理宽度为基础外延5m，桩顶铺设50cm厚的碎石。
1施工技术参数的确定
1.1原理
用振冲法加固地基主要是通过振冲置换土和制桩挤密作用，形成桩土复合地基。用振冲法加固砂土或砂壤土地基，能同时起到增密、排水减压和预振效应等三方面的作用，对提高地基土壤抗液化能力和承载力的效果是很明显的。
振冲施工过程用填料量、密实电流和留振时间来控制质量，振冲碎石桩的质量是以振冲器振动时的工作电流到达规定值为控制标准的。
1.2技术参数的确定
经过试验，施工技术参数值确定如下：（1）碎石超龄粒径20～140mm，含泥量小于5%；（2）振密电流控制在55～60A；（3）填料量为0.55～0.6m3/延米；（4）水流压力和流量：造孔时，水压控制在0.4MPa、供水量300L/min；造孔即将结束时，水压为0.1MPa，水量为60L/min；（5）造孔时间6～8min，清孔时间2～3min，制桩时间18～22min；（6）振冲器的贯入速度为1m/min。
1.3填筑材料
（1）粒径。填料粒径20～40mm。因为振冲器与振冲孔周边之间的空隙一般为50～100mm，粒径过大则易发生拒落。粒径过细，在孔内泥浆中沉入速度太慢，也不易密实。
（2）含泥量。含泥量小于5%，否则将增加泥浆的比重，填料下沉速度减慢，影响加固效果。
（3）材料种类。不应使用砂石混合料，振冲时会使砂粒和石料分离，密实度差。
1.4水流和水压
造孔接近加固深度时，振冲器在孔底适当停留并减小水压力，既可将泥浆带出孔外，又可以防止泥浆反压进入喷水管内；振密制桩时，只需小水量补给，使填料在水饱和条件下沉入，以便于振捣密实，如水量或水压过大会使孔中回水量和流速增大，带出大量细颗粒，不能收到振密的效果。
1.5贯入速度
贯入快时尖端阻力大，成孔直径较小，不利于投料和顺利施工；每贯入0.5～1.0m，宜悬挂留振，其时间为5～10s有利于振冲冲洗扩大孔径。
1.6间断下料法
先将振冲器提出孔口，向孔内倒入约1m厚的填料后振冲，将振冲器提出孔口，再向孔内倒入填料，下振冲器振实，直至振密电流达到规定值55～60A为止，以后各段都应将振冲器提出孔口，依次倒入填料振实，每次填料厚度50cm。
振冲碎石桩的顶部1m左右侧压力偏小，填碎石难以密实，因此将桩顶不密实部分（约0.6m厚）全部挖除。
2施工方案
2.1施工准备
第一，施工前先平整场地，使压力钢管和出水池达到设计高程（压力钢管设计高程379.43m、出水池设计高程379.00m），平整时遵循“宁填勿挖”的原则，若有坚硬物体需全部挖掉，确保振冲器顺利下钻。
第二，对场内运输道路布置，包括道路两侧排水沟、料场、清水池、深沉池等。
第三，根据图纸要求进行布桩，并绘制测量放线图，交付监理单位复核后，进行测量放样，每个桩位均以钢钎作标志，编制桩号。
第四，施工前进行现场成桩试验，确定满足设计要求的施工机具、施工工艺及技术参数。
第五，施工各项准备工作完成后由技术负责人根据试桩结果及设计要求进行技术交底。
2.2施工过程
振冲碎石桩是利用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石挤压入土孔中，形成大直径的碎石所构成的密实桩体。
工程试桩施工在振冲碎石桩施工范围内进行布置，根据振冲碎石桩施工平面布置图，先从第一排进行布桩试验。
第一，把振冲器用起重吊机起吊并对准桩位，然后启动水泵和振冲器，水压控制在400~600kPa之间，水流量控制在350~400L/min之间，喷水偏差不大于50mm，再将振冲器缓缓沉入土中，此时应注意电流变化范围，振冲器以1.5m/min左右的速度往下沉时，观察电流和水压变化的范围，并根据经验判断是否进入粉细砂层。
第二，根据地质情况确定是否需要清孔。冲洗时提升振冲器进行两次清孔，并记录整个造孔所需时间。
第三，在孔内倒入事先准备好的碎石料，再把振冲器沉入孔内进行振密。如为软弱地质层，碎石料扩散范围较大，观察电流变化情况，如一时难以提高，继续向孔内填加碎石料并振密，继续观察电流变化直至达到密实电流为止。为确保振冲器不卡死，填料时采用间接填料法，随着碎石料不断下沉到孔底，孔内碎石逐渐振实成桩，并记录制桩过程的时间和填料量。
第四，观察试验振冲碎石桩的成桩过程和记录数据，经统计分析并结合相关规范要求，确定该试桩区主要技术参数为:造孔电流65~75A，造孔水压0.8MPa，密实电流70~80A，加密水压0.8MPa，留振时间10~20s，填料量0.3~0.4m3。
2.3操作要点
第一，清理场地。平整场地到桩顶的设计高程并布置桩位。第二，放线定位。测量放线后吊车就位，用吊车把振冲器吊起，使其距地面10~20cm垂直悬空，尖端对准桩位，观察水压、电压和振冲器电流是否正常。第三，造孔。打开高压水泵，灌入高压水，开启振冲器，使振冲器在压力冲击和振动的作用下垂直贯入至设计深度。第四，清孔。造孔完成后用回水把稠泥浆返回地面，根据实际排浆情况，确定清孔次数。第五，填料、振密与制桩。清孔后，改变加密电流、水压，采用连续的填料方式进行分段振密的制桩方法。首先将振冲器提至距孔口1.0~1.5m的距离，用装载机把石料放入接料器，然后向钻孔内进行填料，填料量根据土质情况确定。石料沉入到孔底后，慢慢下沉振冲器，将孔底桩体振密，电流达到密实电流后，留振10~20s。重复以上工序，再进行下一段桩体的施工至桩体孔口。第六，停机、关水，移动振冲器至下一桩位重新开始下一根桩的施工。第七，清沟排污。在打桩的同时安排施工人员进行清沟，保证排污网路畅通，避免泥浆漫淌，沉淀后的泥浆采用泥浆车出运至弃土场排放。第八，做好填料记录。桩体的充盈系数为1.2~1.5，施工过程中通过振冲器上配备的振冲碎石桩施工自动监控系统记录仪，对每段桩体的成孔电流、密实电流、填料量及留振时间等进行实时跟踪记录，作为监理部门质量签认的主要依据。每桩施工均填写施工记录表。第九，铺设碎石垫层。振冲碎石桩处理完成后，在桩顶上铺填50cm厚的碎石垫层，全部处理范围均采用20t振动压路机重叠轮迹碾压至少2遍。
3结束语
振冲碎石桩是利用振冲法加固地基，主要通过在地基中形成密实桩体和挤密作用与原地基构成复合地基，从而达到提高地基承载力、减少沉降和不均匀沉降的作用，该技术可靠、机具设备简单、操作方法易于掌握，而且具有节省三材、施工速度较快、节约投资等优点。目前该技术在坝基、道路、桥梁、工业与民用建筑地基处理中得到了广泛应用。
参考文献
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