振冲法基础处理

1、辽河是我国七大江河之一，辽河流域是辽宁省的主要产粮区和商品粮基地，同时也 是重要的能源和石油化工基地。20世纪80年代以来，对辽河干流曾进行过全面综 合整治，但随着社会经济的发展，防洪标准仍然偏低。为配合既将兴建的二期石佛 寺水库工程，省里拟兴建辽河干流防洪应急工程。该工程南起沈阳新城子区石佛寺 乡达连屯，北至铁岭新台子镇黄河子村，位于辽河左岸，堤坝长18.34 km。一、问题的提出本工程天然地基以饱和砂土为主，坝基中粉砂、细砂和中砂的颗粒级配均匀（不 均匀系数2.04.0左右），粒径较细（平均粒径0.120.30mm），属易液化土类， 而且三种砂在天然状态下极为松散（一般相对密度在0.3左右

2、），极易液化。通过对坝基中粉砂、细砂及中砂代表性土样在天然状态下的动力试验和天然坝 基、筑坝后坝基的静、动力计算分析，并采用单元液化判别法进行地基砂土的液化 可能性判定，得出如下结论：在未建坝的自然状况下，粉细砂及中砂分别为严重液 化状态和轻度液化状态；建坝后，由于坝体对坝基的上覆压力作用，坝脚处初始剪 应力比会有所增加，但若以7度地震条件判别坝基范围内埋深10m以内粉土及砂 土，在近震及远震条件下仍存在不同程度的液化。因此，必须进行基础抗液化加固 处理。二、振冲法基础处理的设计本工程的主体为均质坝，结合二期即将修建的石佛寺水库工程，按二等二级标 准设计，为满足渗透稳定和防止砂质坝基液化的要求

3、，在坝体褥垫式排水体下设振 冲碎石桩。桩型按布置位置不同分A形桩和B形桩。于垂直于坝轴线的横断面上有 两种基础处理方式：标准断面（I）适用于中粗砂基础；标准断面（II）适用于 粉砂基础（如图1、图2所示）。巍冲桩排推暗面图I I J三、振冲法基础处理的施工施工前的准备工作现场实验。为了选择最优的地基加固处理方法(候选方案：振冲砂桩、振 冲碎石桩、振动沉管砂石桩)，同时为设计提供合理的技术参数(桩径、桩长、桩 距、置换率、加密电流及留振时间等)，辽宁省水利水电勘测设计院华燕公司于1999 年10月27日开始施工现场的实验工作，经过近两个月的现场打桩实验并对各项实 验方案进行检测比较，得出结论并提

4、出建议。振冲器型号的选定。目前国内常用振冲器型号有功率为30kW和75 kW 两种，根据现场试验提供的参数及本工程桩径、桩距和料场石料的特点，选定75 k W振冲器。变压器的准备。考虑到75 kW振冲器及配套供水每小时1520m3的水 泵及其他设备的用电量，每台振冲机组功率不应小于110kW，电压为38020V， 根据施工组织安排，整个工地同时工作机组有8台75 kW振冲机组和3台75 kW振 动沉管机组。因此，施工现场共配备4台变压器，分散布置于施工沿线。施工工艺制桩顺序及填料方式。针对本工程战线长、任务量大、工期短的特点，采 用排打法制桩、连续填料的施工方式。制桩工艺。先由吊车将振冲器悬垂

5、对准桩位，缓慢下放振冲器，开始造孔， 待造孔达设计深度后，进入清孔阶段，即反复提升、下放振冲器直至孔身平顺并达 到要求孔径，最后是制桩阶段，即向孔内回填碎石料，自下而上逐段成桩直至孔口。施工中的质量控制石料的质量控制。一是所有碎石料应质地坚硬、具有一定的强度、水稳定 性好、不易风化且级配良好。二是碎石料含泥量小5%, 5mm以下颗粒含量小25%, 100150mm块径含量小15%,最大块径小150mm。三是为确保料场供料质量，每 1000m3石料要做一次上述各项指标的抽样检测，并及时将试验报告上报监理中心。造孔时的质量控制。一是振冲器对准桩位，偏差应小于10cm。二是造 孔时各项技术参数应符合

6、：造孔水压0.40.6MPa,水量1520m3/ s,造孔电流 55A150A，造孔速度1.52.0m/ s。三是造孔深度与设计桩底标高允许偏差20 cm。四是造孔后返出泥浆过稠时，应进行清孔，直到返出泥水较清为止。制桩过程的质量控制。一是制桩加密段长度小50 cm，填料量应满足0.9 1.1m3要求。二是加密电流8090A 口留振时间10 s，此两项指标应用仪表自动控 制。三是加密桩体应从孔底开始，自下而上逐段进行，中间不得漏振。四是加密制 桩时的水压控制在0.30.4MPa。检测为尽早了解地基加固效果，并为最终单元工程的质量评定提供依据，本工程特委托中国 冶金建设集团沈阳勘测研究总院进行质

7、量跟踪检测。按照规范要求，检测试验应在振冲桩制 作结束后，待桩体及桩间土超孔隙水压力基本消散后进行。本工程检测时间定为制桩完毕 15天以后进行。检测方法。振冲碎石桩的检测采用重型(2)动力触探方法，每单元检测 数量为本单元总数的2%，且不少于3根；桩间土的检测采用标准贯入法和原状土 样的相对紧密度试验法，检测点位数取单元桩体总数的3%，且不少于4点。检测标准。桩体检测：02m深桩体按设计要求相对紧密度应达到0.55， 对应动触锤击数之6击；2m以下桩体相对紧密度达到0.7，对应动触锤击数应7击。 桩间土：地面以下23m范围内为黏性土，不存在相对紧密度要求和液化问题。3 m及以下相对紧密度应达到0.7，标贯锤击数在3m、4m、5m点位8.4击，6m点 位9击，7m点位9.6击，8m点位10.2击。单桩桩体和桩间土点位要求合格率达到80%，单元工程质量等级以桩体和桩间 土检测合格率达到85%为合格，达到95%为优良。检测结果。单元工程质量达到优良等级的占单元总数的81.3 %，达到合格 标准的占单元总数的100%。地基处理后的相对紧密度满足地震7 设防抗液化的要 求，达到了设计所预期的效果。结论采用振冲法对地基进行抗液化处理如本工程这样，