振冲碎石桩在潇河综合治理工程橡胶坝及泵房项目中的应用

(山西省晋中市水利局， 山西 晋中 030600)

振冲碎石桩在潇河综合治理工程橡胶坝及泵房项目中的应用

任维信

(山西省晋中市水利局， 山西 晋中 030600)

本文结合工程实例，对振冲碎石桩的作用和施工方法及技术要点进行了分析。 振冲碎石桩适用于处理砂土、粉土、粉质黏土、素填土和杂填土等地基,能很好地消除级配不良砂的地基液化等问题，极大地提高地基承载力，同时碎石桩施工方便，工期短，具有明显的技术效益和经济效益。

振冲碎石桩； 橡胶坝； 泵房； 施工工艺

1 工程概况

潇河发源于山西省昔阳县，全长137.0km,位于汾河中游，是汾河的一级支流。根据晋中市整体规划和市政府的要求，潇河城区段河道治理的范围为西郝桥至铁路桥蓄水段，共长1.13km。工程建设内容主要为堤防建设、河道清淤、拓宽、岸墙修建、橡胶坝及河道景观蓄水。按照50年一遇洪水标准建设，河道断面采用复式断面形式，治理河道断面总宽度为200m。其中，浑水渠宽度为40m，清水渠宽度为80m，两渠上兴建两座橡胶坝，坝高为3.0m，两跨布置，单跨净宽分别为39.5m和79.5m。建成后可形成22.4万m2的水面面积，是晋中市潇河湿地公园的重要组成部分。

2 工程地质情况及振冲碎石桩基础处理

设计地质资料分析：橡胶坝坝基土层以全新统级配不良砂(以粉细砂)为主，右岸表层有厚度0.5～1.0m的低液限粉土，河道表层即为砂土。浅层砂土结构松散，承载力低，需挖除，宜将橡胶坝基础置于稍密实的级配不良砂层上，并对其进行夯实处理。橡胶坝坝基持力层为全新统级配不良砂层，据颗粒分析资料，其黏粒含量小于3%，据《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001)第4.3.3条进行液化初判，地基存在液化可能,须对坝基处理，消除级配不良砂的地基液化问题。橡胶坝底板及两岸边墙基础采用振冲碎石挤密法处理，振冲碎石桩为正三角式满堂布置，桩径800mm，桩心距2.5m，处理范围按超出建筑物轮廓线以外两排桩控制，基础处理后复合地基承载力须达到120kPa。处理深度为建基面以下15.0m，地基承载力不小于120kPa。

为满足橡胶坝的充排水要求，分别在1号、2号泵房一侧设置容量为1860m3的露天蓄水池各一座，蓄水池采用钢筋混凝土结构，池底板、池壁厚度均为400mm，池深1.9m，设计蓄水深1.55m，蓄水池平面布置为东西两个水池，平面净尺寸为20m×30m，两池之间采用DN500的钢管连接。蓄水池及泵站基础均采用碎石振冲桩，桩径、桩距、桩长及布置均与橡胶坝一致。

3 振冲碎石桩施工

振冲碎石桩主要是利用振动、冲击、水冲等方式在软弱地基中成孔，成孔口清孔后将碎石等材料倒入孔内，振冲挤压,这样经反复填料和振冲，使得碎石挤压密实成桩,由于用料主要是碎石，故也称为碎石桩。

碎石桩施工,首先要进行试验桩的试验与检验，通过试桩取得密实电流、流振时间、填料用量等重要施工技术参数，然后按照确定的技术参数进行施工。施工完成，在满足地基恢复期要求后，主要通过地基荷载试验并结合桩间土标贯和重型标贯试验检测碎石桩质量。

3.1 施工工艺

碎石桩施工必须按照设计要求及施工操作规程和规范进行，其施工程序为：施工前准备工作、测量放线定桩位、机具选用及就位、对桩位、振冲成孔、填料振冲成桩、质量控制及检验。

3.1.1 施工前准备工作

首先需做好图纸会审，了解设计意图，制定施工方案，进行技术交底，配置相应的机械设备，确定所需的施工人员、工地用水、用电和材料数量，搭好临时设施，做好场地表面处理，以便机械行驶。

3.1.2 测量放线定桩位

按照设计要求绘制桩位图，采用水平仪来放线，并用60cm长的小木桩或钢筋头固定好桩的位置，施工时要进行校核。在施工场地附近设置相对固定的基准点，一般为3～4个，用于后续测量放线和校核。

3.1.3 机具选用及就位

根据工程内容和现场情况选用型号为ZCQ-75的振冲器及相应的高压水泵、压力管、汽车吊及其他配套机具，安装电流控制箱、操作台，检查水压电压等指标，是否符合设计及施工规程规范要求，上述工作就绪后，机具就位。

3.1.4 对桩位

处理好安置振冲器的场地，振冲器对准已设好的桩位，振冲器要垂直落下不能有倾斜角，如有倾斜会导致偏位成桩不直或损坏机具。

3.1.5 振冲成孔

上述工作准备好后，就可以开动振冲器、启动吊车，振冲器下降开孔，开孔后要扩孔，施工中一定要控制下降速度，一般控制在1～2m/min左右,成孔过程须有必要的停留来振剂固壁，成孔水压须保持在60N/cm2以上，水量可结合施工情况减小，但不能停水，以防泥砂倒灌入水管，在接近孔底标高时水压要适当减小。每贯入1m，振冲器要提起悬留振冲5～8s时间，待泥浆溢出时再继续贯入，泥浆溢出孔口流入预设的泥浆池内，当振冲到设计桩底标高30～40cm以上时，将振冲器提升到孔口，提升速度2～3m/min，再往下沉到孔底，重复1～2次，既起到清孔的作用又达到扩孔的目的。

3.1.6 填料振冲成桩

成孔口清孔后，用装载机、人工配合将碎石倒入孔内，放下振冲器振冲挤压，做到“连续填料，多填慢振”，通过反复填料和振冲，使得碎石挤压密实成桩。经试桩振冲确定的技术参数是：密实电流50～60A， 水压0.6～0.8MPa，留振时间大于30s，振实质量由密实电流控制。

3.2 质量控制及检验

碎石桩的质量好坏主要与密实电流、水压、留振时间、成孔进度、填料(碎石)材料及数量等因素有关。应按设计要求选择碎石,认真核实和控制好每根桩的用料量。

3.3 注意事项

振冲器在土层深处不能停振；水压不够时，振冲器不易沉入，成孔难时可加大水压来处理；密实电流如长时间达不到参数要求，通常做法是减小水压，适当增加每次的填料数量，反复振冲几次，使其符合密实电流参数要求。

4 振冲碎石桩施工质量评价

1号橡胶坝、1号泵房水池、2号橡胶坝、2号泵房水池的基础进行了振冲碎石桩处理，共完成碎石桩1165根，长3.86万m，其中橡胶坝坝基611根，泵房地基554根。经过事后复合地基荷载试验，基础处理后复合地基承载力达到了不小于120kPa的设计要求。质量评价详见下表：

碎石振冲桩单元工程质量汇总表

质量评价：碎石振冲桩共评定12个单元，其中优良12个，优良率100%，经过事后复合地基荷载试验，地基承载力达到设计要求。

5 结 语

橡胶坝坝基及泵房地基经碎石桩处理后，消除了级配不良砂的地基液化等问题,软弱的地基承载力有了很大增强，同时进一步证明了碎石桩施工方便、工期短、具有明显的技术效益和经济效益的特点。◆

Application of Vibro-replacement Stone Column in Xiaohe RiverComprehensive Management Project Rubber Dam and Pumping Station Works

REN Wei-xin

(ShanxiJinzhongWaterConservancyBureau,Jinzhong030600,China)

Engineering examples are utilized in the paper for analyzing effect, construction method and technical keys of vibro-replacement stone column. Vibro-replacement stone column applies to handling foundations made of sand, silt, silty clay, plain fill, miscellaneous fill and other foundations. It can well eliminate foundation liquefaction problems of bad graded sand, thereby greatly improving the foundation bearing capacity. Meanwhile stone column is characterized by convenient construction, short construction period, significant technical and economic benefits.

vibro-replacement stone column; rubber dam; pumping station; application; construction technology

TV91

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1005-4774(2014)06-0004-02