1、振沖碎石樁在汾河二壩西干節制閘地基處理中的施工工藝和質量檢測段樹強，李海燕，郭擎瀛（山西省汾河水利管理局 祁縣 030900）摘要：分析了汾河二壩西干節制閘地基振沖碎石樁的施工過程、工藝控制、質量保證措施；通過進行復合地基質量檢測試驗，證明該處振沖碎石樁基能夠滿足建筑物的地基承載力設計要求。關鍵詞：振沖碎石樁； 液化土； 復合地基承載力中圖分類號：TV553 文獻標識碼：B1 工程概況二壩西干引渠段始于二壩攔河閘前庫區，終于一號節制閘，全長1.3km，一壩西干與二壩引渠接通后，由于引渠進口無控制閘，一壩西干輸水進入引渠后，形成向庫區倒流，因此在一壩西干輸水渠入引渠口前增設進水閘，進水閘進口前沿

2、樁號0+300，閘室長5m，分5孔布置，每孔凈寬3m。設計流量60m3/s。閘室上游設15m長的扭面漸變段，下游設10m長的消力池，消力池后接10m長的海漫兼漸變段。2 工程地質條件根據工程地質勘測報告提供，汾河二壩位于清徐縣長頭村西，距一壩57km，場地位于太原盆地，其地貌形態屬于汾河沖積平原。勘探深度范圍內，擬建建筑場地地基土自上而下可分為6層：第層：素填土（Q42ml）,褐黃色，主要含有草根、煤屑、爐渣等，平均層厚1.63m。第層：粉土（Q41al+pl）,黃褐-褐灰色,很濕，松散狀態，平均層厚4.03m。第層：粉砂（Q3lal+pl），褐色，飽和，松散狀態，平均層厚8.50m。第層：（

3、Q41al+pl），灰色-褐色，飽和，松散狀態，平均層厚4.45m。第層：粉砂（Q3al+pl），灰褐色，飽和，中密狀態，平均層厚5.85m。第層：粉砂（Q3al+pl），灰褐色，飽和，中密狀態，本次勘察范圍內未揭穿。該場地為嚴重液化土，屬對建筑抗震不利地段，場地土類型屬中等壓縮型土，建筑場地類別為類，為均勻地基土。場地地下水對混凝土結構沒有腐蝕性。為消除液化，提高天然地基承載力，經設計方同意采用振動振沖碎石樁進行地基處理。3 施工要求1）碎石樁規格和材質。振沖碎石樁樁徑400mm，閘室段間距1.0m，外圍間距1.2m，正三角形布置，有效樁長9.0m，保護樁頭1.0m。材料為2050mm粒徑級

4、配良好的碎石，含泥量小于5%，不得使用風化易碎的石料。2）承載力要求。為了消除地基土液化，并提高復合地基承載力，閘室段大于等于130kPa，閘室外圍大于等于120kPa。3）樁數分布。總樁數451根，其中閘室段253根，外圍198根。樁位布置見圖。4 施工準備施工前應做好各項準備工作，內容包括施工設備(見表1)、技術準備，現場準備，施工組織準備、物資和材料準備等。表1 施工設備配置表設備名稱規格型號功率數量備注振動樁機DZ-6055kw1套施工裝載機ZL-10A1臺施工填料電焊機BK-50040kw1臺機具維修氧焊設備1套機具維修水準儀S31臺高程測量鋼卷尺50m1盤測量放線備用樁管37710

5、m備用 5施工工藝 施工順序由一側逐排施工，采用逐步拔管法成樁。5.1施工步驟 樁機就位、閉合樁尖：使樁尖對準樁位，緩慢放下樁管，對樁管垂直度進行雙向校對。 一次成孔：啟動振動器，然后將樁管沉至設計深度。 成樁：按要求向管內填料至計算高度，把樁管提升一定高度，提升時樁尖自動打開，樁管內的碎石料填入孔內，反插，加料，直至達到設計要求。 降落沉管，利用振動及樁尖的擠壓作用使碎石密實。然后邊振動邊緩慢提拔振動器機樁管，速度控制在2.0m/min。拔管過程中發現軟弱段或下料不足段及時反插。 平移樁機到下一樁位，重復步驟進行下一根樁的施工。5.2關鍵工藝控制鑒于以往的施工經驗，結合該工程特點，在施工中重

6、點抓填料量，提升速度和高度等因素。確保填料量滿足設計要求。按照設計要求的填料量算出樁管內的填料高度，在填料口處設置明顯標志，填料后以測繩實測填料高度。 拔管成樁過程中，嚴格控制提升速度，確保樁管內下料均勻。 必要時向管內加水，防止樁管帶料。控制樁頂填料高度，確保樁頂密實度。6質量控制標準與保證措施6.1控制標準（1）樁數、樁徑、填料質量符合設計要求。（2）樁身的密實度符合施工規范。（3）允許偏差項目： 成孔中心位移150mm；成孔垂直度21.5%；樁徑誤差320mm；孔深誤差4100mm。6.2保證措施嚴格進行圖紙會審。做好圖紙會審工作，組織施工人員認真學習研究圖紙，做好各層管理人員和施工人員

7、的技術交底。實行工序管理驗收制，開工前提交開工報告，報監理工程師簽發開工通知開始施工。原材料設專職材料員進行控制。調整施工參數必須報請現場監理和設計人員批準。及時準確填寫施工記錄，并辦理簽證手續，保證工程完工后能提供全套完整的竣工技術資料。6.3防止質量通病措施 （1）機組就位檢查樁位樁管直徑范圍內的地面土質，如遇到較大的硬塊，由人工清理后再沉管成樁。如因下部地層不均勻引起的樁管跑偏，應提出樁管，查明原因，向孔內填入較大硬物導順樁管，確保樁位準確及樁管垂直后在沉管成樁。（2）樁尖難開，造成帶料。沉管前認真檢查樁尖，保證其靈活，如果因地層特點，樁尖難打開時，可上拔樁管一定高度后加料，然后需在拔樁

8、管位置適當留振，保證樁底碎石密實。（3）下料不均勻，使樁體不連續。如果下料困難可向樁管內加水，控制提升速度及留振時間，消除局部帶料問題，或及時反插保證填料量。 （4）樁頂帶料?？稍跇俄攷Я蠀^段及時反插保證填料量。7 復合地基質量檢測 7.1、檢測目的和要求 采用單樁復合地基載荷試驗確定處理后復合地基承載力特征值，要求進行現場檢測；閘室段和閘室段外圍分別布置載荷試驗3組。具體檢測樁點見圖1（圖上個黑點即檢測樁點）。7.2試驗設備配置試驗采用壓重平臺反力裝置，加載及反力系統由液壓千斤頂、鋼梁、承壓板、配重組成。加壓由一臺500kN的液壓千斤頂及其配套加壓系統來完成，加載值由量程60MPa等級0.4

9、級壓力表量測。沉降觀測采用通常使用的基準梁、百分表觀測系統。在壓板的兩個正交直徑方向對稱安置四個量程50mm（精度0.01mm)的百分表，百分表經萬能表架固定于兩根6m長的工字鋼組成的基準梁上。7.3 試驗方法本次檢測采用單樁復合地基載荷試驗，壓板邊長閘室段為1.0m,閘室段外圍為1.1m,壓板下鋪中粗砂找平（厚度50150mm）。本次試驗閘室段最大加荷至280kPa,外圍最大加荷至260kPa,每級加載值為預估極限荷載的1/10，荷載分級見表2、表3：表2 閘室段單樁復合地基載荷試驗加荷級率表荷載級別12345678910荷載/kPa285684112140168196224252280表3

10、 閘室外圍單樁復合地基載荷試驗加荷級率表荷載級別12345678910荷載/kPa265278104130156182208234260每加一級荷載的前、后應分別測記1次壓板下沉量，以后每0.5h測記一次，當連續2h內，每1h小于0.1mm時，認為壓板下沉量已趨穩定，即加下一級荷載。當出現下列情況之一時，可終止加載：壓板周圍的土，出現明顯的側向擠出；沉降s急劇增大、壓力-沉降（P-s）曲線出現陡降段；、在某一級荷載下，24h內沉降速率不能達到穩定標準；累計沉降量已大于壓板直徑的6%（63.00mm）;當達不到極限荷載，而已達到方案設計最大加載壓力。荷載可分為34級，每卸一級荷載測記回彈量，直至

11、變形穩定。7.4單樁復合地基載荷試驗結果及分析7.4.1 試驗數據整理根據試驗記錄，分別繪制P（荷載）s(沉降)曲線（圖2）及s(沉降)lgt（時間）曲線（圖3）。P（荷載）s(沉降)曲線反映了不同荷載作用下，沉降量變化趨勢；s(沉降)lgt（時間）曲線反映了在相同時間段，不同荷載作用下的沉降情況。7.4.2復合地基承載力特征值的確定方法例如：S1點試驗最終加載至280kPa，累計壓板沉降量31.47mm，卸載后殘余沉降16.91mm。根據建筑地基處理技術規范（JGJ79-2002）附錄A.0.9，當壓力-沉降曲線是平緩的光滑曲線時可按相對變形值確定復合地基承載力；對振沖樁復合地基：當以粉土或

12、砂土為主的地基可取s/b=0.01所對應的壓力；按相對變形值確定的承載力特征值不應大于最大加載壓力的一半。其中：s相對變形值，mm； b承壓板的寬度，mm。 b取值為1 000mm,相對變形：s=0.01×b=10mm。從圖可以看出該曲線呈圓滑型，特征點不明顯，無明顯陡降段。按相對變形s=10mm從圖找出對應的復合地基承載力特征值為175kPa，規范規定按相對變形確定地基承載力特征值不應大于最大加載壓力的1/2，因此取最大加載值的一半140kPa作為該點的復合地基承載力特征值。各點試驗結果見表4、表5。表4 閘室段單樁復合地基載荷試驗結果表點號最終荷載/kPa累計沉降/mm殘余沉降/mm復合地基承載力特征值/kPaS128031.4716.91140S228025.4613.26140S328022.1212.10140表5 閘室外圍單樁復合地基載荷試驗結果表點號最終荷載/kPa累計沉降/mm殘余沉降/mm復合地基承載力特征值/kPaS426044.3021.56130S526045.1328.19130S62