振冲碎石桩在可液化地基加固中的应用

张 恒，张晓辉，徐艳红

（尚志市水务局，黑龙江尚志 150600）

1 基本情况

松花江干流大顶子山航电枢纽工程完工蓄水后，库区内松花江水位将上升至海拔196.00 m。为防止内涝在库区内右岸堤防工程上新建设3座强排站和3座排水闸站。其中英家一号排水闸站就建在糖坊堤段起始点0+050km处坡水排水沟的位置上。在闸站施工过程中，厂房基础开挖至基础底面设计高程时，发现该地基地质条件系黑色的淤泥质。这种坡积物遇水即为流动淤泥质，属可液化地基。经取样捡验地基承载力为60 kPa，承载力不能满足设计要求，因此必须加固地基。

2 加固措施

处理范围：厂房基础建筑面积220 m2，振冲碎石桩处理范围在厂房基础外缘扩大宽度不小于基底下可液化土层厚度的1/2。基础边线外缘打两排桩。振冲加固面积约480 m2。

桩位布置：厂房基础属于大面积基础，桩位采用满堂桩孔形式呈梅花形排列方式布置，共237根。桩距：振冲桩的间距根据上部结构荷载大小和场地土层情况，并给合所采用的振冲器功率大小综合考虑。使用ZCQ-55型振冲器一台工作，布桩间距采用1.5 m，桩径0.6 m。

桩长：该地基属于可液化地基，从施工作业平面到下部硬性地基深度在3.6～3.9 m，桩长都必须到达硬性地基。桩尖持力层为强风化层，桩尖进入强风化层≥0.5 m。桩长在4.1～4.5范围内。

桩体材料：桩体材料采用经检测合格的硬质材料碎石。填料碎石粒径为：10～40 mm，要求含泥量＜5%。

承载力要求单桩承载力应＞350 kPa，复合地基承载力≥130 kPa。此外，在桩顶和基础之间铺设1层30 mm厚的碎石垫层。即起到水平排水的作用又起到的应力扩散作用，从而提高复合地基承载力，减少地基变形量。

3 振冲加固工艺

振冲机具：根据施工图纸提供的桩距、孔径、深度、振动频率、密实度等参数的要求，选择振冲器为ZCQ-55型;振冲起重设备为25 t;振冲用水泵，水压力在0.3～0.8 MPa范围内，水量≥15 m3/h。水泵为单级离心水泵22 kW，污水泵4 kW;采用电气自动控制系统进行记录和调整加密电流和留振时间，密实电流为60～80 A，施工时取70 A。

振冲工艺流程：定位→成孔→清污→填料振密→成桩→移位。4个主要环节为：

造孔：根据施工图定出每个振冲孔位并作好标志。。施工时采用间隔跳打的方法施工，以保证加固后地基的质量。施工时振冲器喷水中心与孔径中心偏差≤5.0 cm;振冲造孔后，成孔中心与施工图纸定位中心偏差≤10 cm;造孔完成后的桩顶中心与定位中心偏差不大于桩孔直径的0.2倍。振冲器贯入土中其偏斜不大于桩长的3%。振冲器造孔速度≤2 m/min（沉入速度），水压为300～800kPa，供水量不小于15 m3/h。每沉入0.5～1.0m，在该段高度悬留10～15s进行扩孔，待孔内泥浆溢出时再继续沉入，形成孔洞。每沉入1～2 m孔段，记录一次造孔电流、水压和时间，直至贯入到施工图纸规定的完孔深度。

清孔：当达到设计深度后，将水压和水量减少至维持孔口有一定量回水，并无大量细颗粒逸出。完孔后清孔1～2遍，要求孔口返出泥浆变稀为止。

填料：在清孔完成后采用人工充填连续下料法制桩，少量多次加料，分别振密。当底层振密达到控制电流时将振冲器上提约30～50 cm，继续投料挤密，如此往复直至孔口。孔底以上1～1.5 m处填料量为施工图纸规定值的2倍;全孔填料充盈系数应＞1.05。用电气自动控制系统控制加密电流和留振时间。

振密：加密从孔底开始，逐段向上，中间不得漏振 ;桩顶部位加密铺设30 cm厚的碎石层，以保证桩顶密实度。

4 加固效果

桩体质量检验：采用竖向压板静载试验检验施工质量。基础静载荷试验承压板尺寸为100 mm×100mm。现场试验采用分级加荷沉降非稳定法。每级加载为预估地基承载力标准值加载量的1/8。反力糸统为压重平台反力装置。承载力检验采用复合地基载荷试验，地基承载标准值≥130 kPa。试验点沉降则通过对称布置于压板两侧的百分表测量。随机抽验率为1% ～5%，每项试验的桩数应不少于3根。现场原位试验的试验组数按200～400根桩为一组，每组抽验不少于3根。

检验结果：厂房地基共完成总孔数237个，钻孔总长度948 m。抽检孔50个全部合格 ，其中优良34孔，优良率为68.0%。地基承载力检验：采用竖向压板静载试验：地基承载力≥130 Kpa，检测全部符合要求。沉降检验：由于淤泥质地基振冲桩直径无法控制，成桩后相邻的桩连在一起，振冲后的基础全部由碎石加密体填充，实际上是基础全部置换成为加密碎石体，试验点无沉降。

5 结语

用振冲碎石桩加固英家一号排水闸站厂房地基，收到了较好效果。但振冲法处理地基目前还处在半理论半经验状态，在处理加固可液化地基的理论和实践上存在着一些问题有待进一步研究和解决。本工程在施工中，淤泥质地基振冲碎石桩直径无法控制，成桩后相邻的桩连在一起，振冲后的基础全部由碎石加密填充，实际上等于基础全部置换，即增加了工程造价又耗费工时。如何解决这个问题，需要我们在今后的实践中不断发展和完善振冲法理论，使振冲加固技术更好的应用于基础工程。

[1]何广讷，振冲碎石桩复合地基[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]牛志荣.地基处理技术及工程应用[M].北京：中国建材工业出版社，2004

[3]陈希哲.土力学地基基础（第三版）[M].北京：清华大学出版社，1997.