淺談振沖碎石樁法處理防洪堤護坡及齒墻基礎的應用

黃文兵

摘 要：文章結(jié)合工程實例，介紹了振沖碎石樁法處理防洪堤護坡及齒墻基礎的施工工藝及注意事項，并對不同方案的造價進行了對比，說明了振沖碎石樁法加固效果好、速度快、投資少等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：碎石樁；防洪堤護坡及齒墻基礎；加固

中圖分類號：TV87 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）35-0145-02

1 工程概況

1.1 工程簡介

宜賓縣越溪河觀音場鎮(zhèn)防洪堤工程位于岷江左岸一級支流越溪河左岸及右岸支流三溪河上，工程距宜賓市58.0km。該工程以防洪為主，兼顧城市開發(fā)建設。工程由越溪河左岸防洪堤和三溪河左、右岸防洪堤組成。工程于2011年3月動工，2012年12月完工。越溪河左岸防洪堤長0.65km；三溪河右岸防洪堤長1.02km；三溪河左岸防洪堤長0.85km。其中三溪河支左K0+000.0～支左K0+400m段為淤積地帶，地表河水常年不干，對護坡基礎長期產(chǎn)生浸泡，且經(jīng)現(xiàn)場開挖探測淤泥深達8～11m，這段軟土地基需加固處理。

1.2 地質(zhì)情況

1.2.1 巖土分層

根據(jù)現(xiàn)場開挖揭示地質(zhì)情況，樁號支左K0+000.0～支左K0+400m堤身及防沖齒墻基礎均為淤泥～軟塑狀殘積堆積粉質(zhì)粘土，厚度8～11m，再以下為白堊紀砂巖。

1.2.2 特殊性土層

本場地特殊性土層為淤泥～軟塑狀殘積堆積粉質(zhì)粘土，淤泥厚度3～4m，軟塑狀粘土厚度5～8m。這兩層為軟土層，含水量極高，且厚度大，承載力、抗剪強度很低，壓縮性高，受壓易變形。

2 處理方案選擇

方案1：清淤換填法：需新增開挖淤泥10萬方左右，回填渣料10萬方左右，而且可能影響堤軸線以內(nèi)7～10m已建成的區(qū)民小區(qū)的安全，挖掉至少寬度40m的淤土重新?lián)Q填，回填時需分層夯實，淤土流動性大、危險性高、工作量大、施工周期長、費用大。

方案2：護坡改為重力擋墻：也需要開挖淤泥至基巖，可能影響堤軸線以內(nèi)7～10m已建成的區(qū)民小區(qū)的安全，施工難度大，即使建成也影響城鎮(zhèn)美觀。

方案3：振沖碎石樁法： 振沖碎石樁是利用振沖器產(chǎn)生的高頻振動，在高壓水流下邊振邊沖，將振沖器逐漸沉入土中的設計深度，清孔后從下往上不停投入碎石加以振密制樁，與樁間土形成復合地基，振沖碎石樁具有施工工藝簡單，成樁速度快、工程造價低等優(yōu)點。

充分考慮本工程周期緊、防洪堤質(zhì)量要求高、造價低等因素，經(jīng)多方論證，本段地基加固采用振沖碎石樁法。

3 振沖碎石樁的設計

3.1 設計參數(shù)及要求

根據(jù)jgj79-2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》、gb50007-2011《建筑地基基礎設計規(guī)范》及地勘實際情況，對本段碎石樁幾個重要參數(shù)做如下要求：

（1）樁徑：碎石樁直徑為0.8m；碎石含泥量不大于5%，碎石粒徑3～8cm。（2）布樁6排，樁間距采用2m，梅花形布置。（3）樁長：打穿軟土層，深入基巖。（4）在樁頂之上先鋪墊0.5m的碎石墊層夯實，再鋪0.10m厚C15砼墊層，然后再進行齒墻澆筑，齒墻與框格梁護坡相連，加強整體受力。

3.2 機具選擇

本次振沖碎石樁所采用的機械設備是ZCQ-75振沖器。

4 振沖碎石樁施工

4.1 施工工藝

4.1.1 施工準備

（1）施工場地要具備“三通一平”條件?！叭ㄒ黄健笔侵杆ā㈦娡?、料通和平整場地，這是施工能否順利進行的重要保證。水源、電源應接至施工現(xiàn)場50m以內(nèi)，水量必須充足，電源最好安裝專變。料通是指應在加固區(qū)附近設置若干個堆料場，且要保證數(shù)量充足、運輸線路盡可能短且暢通，同時又不干擾工作線路。場地平整：先清除表層淤泥，再回填填筑土層至設計標高，填筑時注意不要有大的石塊，保證振沖器能順利下鉆。

（2）測量放樣及布樁。根據(jù)圖紙要求進行布樁，并繪制測量放線圖，交與監(jiān)理及設計單位復核后，進行測量放樣，將所有樁進行順序編號，每個樁位均打入木樁作標志，標明樁號。

（3）工藝試驗。正式施工前，進行工藝試驗，試驗的樁數(shù)不小于3根，以驗證施工技術(shù)參數(shù)的處理效果，確認或調(diào)整施工工藝和施工技術(shù)參數(shù)，并以此作為正式施工的依據(jù)。

（4）施工技術(shù)交底。在施工的各項準備工作完成后，由技術(shù)負責人根據(jù)設計要求及工藝試驗結(jié)果向全體施工人員進行技術(shù)交底。技術(shù)交底內(nèi)容包括：設計要求，如樁位布置圖、樁徑、基礎埋置深度等；施工技術(shù)參數(shù)，如加密電流、留振時間、加密段長度、填料數(shù)量和水壓等。

4.1.2 制樁

（1）制樁循序：本項目施工中，振沖造孔方法選用排打法和跳打法相結(jié)合的辦法，即一端開始，依次制樁到另一端結(jié)束，同一排孔采取隔一孔造一孔。

（2）振沖定位：吊車徐徐吊起振沖器，使其豎直、懸空，距地面10～20cm，并讓尖端對準樁位中心，開啟供水泵，水壓保持500kPa左右，待振沖器下口出水后，開啟電源，啟動振沖器，檢查水壓、電壓和振沖器電流是否正常。

（3）振沖成孔：啟動吊車慢慢下放振沖器，以1～2m/min的速度貫入到土中的設計深度；記錄振沖器經(jīng)各深度的水壓、電流和留振時間。造孔過程中，要始終保持振沖器呈懸垂狀態(tài)，以保證垂直成孔。振沖器下沉過程中，要注意返水及電流變化，若孔口不返水，應加大供水量。電流不能超過電機的額定電流值，若超過，應及時減速下沉或暫停下沉或上提振沖器，借助高壓水松動土層使電流值降到額定電流以內(nèi)時再下沉。

（4）清孔：造孔時返出泥漿過稠或存在樁孔縮頸現(xiàn)象時需要清孔。清孔是指將振沖器提至孔口或在需要清理的孔段上下提拉，使振沖器在樁孔內(nèi)順直暢通以利填料加密。

（5）填料、加密：本工程采用強迫填料法，強迫填料法是指利用振沖器的自重和振動力將填料挾帶到孔下部的填料方法。清孔完畢后，將振沖器下沉到樁底以上50cm左右處，向孔內(nèi)不斷填料振密。當振密電流值達到密實電流值時，留振30s，將振沖器上提50cm，繼續(xù)填料振密，如此反復自下而上制作樁體直至孔口成樁。記錄各段深度的填料量、最終電流值和留振時間。endprint

（6）關(guān)閉振沖器和水泵，振沖器移至下一樁位。

（7）所有碎石樁制樁完畢后，夯壓密實表層松土，隨后鋪設并壓實50cm的碎石墊層。

4.2 施工注意事項

（1）地基處理是一項隱蔽工程，存在工程地質(zhì)條件復雜性和隨機性、施工隊伍操作水平的差異性等因素，因此，必須要建立完整的質(zhì)量管理體系，編寫詳細的施工組織設計，強化質(zhì)量監(jiān)督與檢驗，做好施工記錄，使工程具有可追溯性。

（2）施工前必須進行成樁工藝和成樁擠密實驗。當成樁質(zhì)量不能滿足設計要求時，應調(diào)整施工參數(shù)后，重新進行試驗或設計。

（3）在造孔、成孔、填料擠密等各項工序中，必須嚴格按照施工參數(shù)進行控制。填料擠密是振沖碎石樁施工的關(guān)鍵工序，主要通過加密電流、留振時間和加密段長度等多個指標控制。加密電流是指填料加密過程中振沖器電機達到的設計電流值，在實際施工中要根據(jù)不同振沖器的空載電流對設計加密電流值做適當調(diào)整。留振時間是指振沖器達到加密電流值后連續(xù)持續(xù)的時間，在規(guī)定留振時間內(nèi)，電流值應大于或等于加密電流值。加密段長度指前一次加密段結(jié)束位置與本次加密段結(jié)束位置之間的距離。由于人工很難準確控制加密電流與留振時間，因此宜采用自動信號控制系統(tǒng)，操作人員要隨時檢查設定的加密電流值和留振時間是否發(fā)生變化。為保證加密段的準確性應在振沖器導管上焊上以0.5m為單位的刻度標志。

（4）因本工程制樁順序為跳打法，施工中要注意漏制情

況，施工完畢后，對照匯總樁號逐根核查，對未施工的及時安排施工，確保設計樁位全部實施。

5 結(jié)果及效益分析

5.1 處理效果

本次工程共施工碎樁785根，對其中的10根樁進行了樁徑檢測，檢測結(jié)果表明碎石樁的平均樁徑均在1.0m左右，樁的圓度較好，平均成樁直徑約1.0m。對樁身進行了重型動力觸探檢測，共檢測6根，錘擊數(shù)大于10擊，達到設計要求。在以后的施工過程中岸坡均處于穩(wěn)定狀態(tài)。該段防洪堤經(jīng)過2013～2017年5個洪水期的考驗，未發(fā)生不均勻沉陷或拉裂變形等，運行狀況良好，由此證明碎石樁可作為快速提高地基穩(wěn)定性的一種有效手段。

5.2 經(jīng)濟效益

方案1造價約772萬元、方案2造價約495萬元、方案3造價約360萬元，采用振沖碎石樁施工工藝工程造價節(jié)約約135萬元。振沖碎石樁法處理軟土地基技術(shù)比較成熟，施工速度快，加固費用低，處理效果好，實踐證明，振沖碎石樁法加固處理軟弱地基是一種行之有效的方法。

參考文獻：

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