双台子河闸除险加固工程振冲碎石桩施工分析

李迎春

(沈阳利鑫土木工程有限责任公司，沈阳110180)

1 工程概况

双台子河闸位于盘锦市双台子区东郊，是辽河下游的枢纽建筑物，它建在感潮河段的末端，闸址距河口57.3 km，位于辽河盘锦城市防洪段，是辽河下游防洪体系的一个重要组成部分。双台子河闸枢纽建筑物主要包括:深孔闸、浅孔闸、提水泵站、船闸、左右岸连接段及下游导流堤、过水斜堤和小柳河防汛交通桥等。

枢纽工程的主要作用是抬高闸上水位，防海潮倒灌，改善水质，调蓄水量，保证盘锦地区辽河两岸493.33 km2水田用水和盘锦市西部近433.33 km2芦苇的灌溉用水以及盘锦市的部分工业用水和城市居民用水，工程投入运行以来，年均供水量约为8 亿m3，为盘锦市的开发建设发挥了极其重要的作用，取得了明显的社会效益和经济效益。振冲碎石桩主要施工部位为浅孔闸闸室基础、左右岸翼墙基础及提水泵站基础，直径1.0 m，浅孔闸桩间距1.8 m，其余为2.0 m总计工程量为42 880 m。

2 工期与进度控制

2.1 进度计划

振冲碎石桩基础处理施工时间为2014年3月13日—2014年5月1日。

试桩阶段:施工方先期投入第一套设备。包括YTQH350A 型号宇通履带吊1 台，振冲器(75KW)1台，水泵(22KW)1 台，人力15 人。

第二套振冲设备进场:试桩合格后，于3月15日第二套振冲设备进场正式打桩施工，浅孔闸基础开始作业时间为3月25日。

第三套设备进场:施工准备:包括人员、机械进场;相关技术人员岗前技术交底、安全教育;组装调试设备调整施工技术参数;布置现场组织上下水排法系统;备用电源调试等。时间为2014年3月13日—2014年3月14日。

测量布桩与打桩施工:包括工程振冲碎石桩主要施工部位为浅孔闸闸室基础、左右岸翼墙基础及提水泵站基础，故布桩施工分四部分。详细施工时间见表1。设备人员退场:2014年5月1日设备与人员开始退场。

表1 双台子河除险加固工程振冲碎石桩施工安排表

2.2 进度控制

严格按照施工组织设计要求组织生产，按上述进度计划指导施工，作好宏观调空;做好施工前的准备工作;以工期为依据，开展月进度目标管理，做好与其它相关工序的合理衔接。

3 工程施工

3.1 规范要求与技术要求

3.1.1 规范要求

(《水利水电工程振冲法地基处理技术规范》条文说明)(DL/T5214—2005)第5.0.11 条规定，振冲桩应超过有效桩顶高程的1.0 ～1.5 m，本工程设计图纸规定桩顶预留1.5 m，待振冲碎石桩施工完毕后开挖。

3.1.2 技术要求

碎石桩桩体材料用碎石材料，含泥量≤5%，材料粒径为20 ～150 mm，20 mm以下粒径≤20%，100～150 mm粒径含量≤15%，不许超径。振冲设备选用75 kW振冲器，加密电流为50 A，留振时间≥30 s。浅孔闸地基承载力≥210 kPa，左右岸连接段翼墙地基承载力≥200 kPa，提水泵站地基处理后的地基承载力≥180 kPa，地基密实度≥0.7。桩孔布置三角形，浅孔闸间距1.8 m，翼墙及左右岸连接段翼墙间距2 m。

3.2 施工设备投入

施工投入主要设备有ZCQ—75 振冲器3 台，用于造孔制桩;YTQH350A 履带吊3 台，用于起吊振冲器;ZL—50 装载机3 台，用于回填石料;22 kW潜水泵2 台，用于提供造孔、制桩压力水;3Q3D 高压泵2台，用于提供动力;BW—250 泥浆泵2 台，输送泥浆。

3.3 试桩

试桩场地的选择:选择具有代表性的右岸翼墙下游，试验数量不少于3 点。

制桩:施工单位首先向监理部申请试桩，在接到监理部试桩开工通知后，施工人员各自到岗到位，在孔口指挥人员的指挥下，吊机吊起振冲器、竖直、尖端对准桩位上，进行打孔［1］。按导杆尺打至设计深度，填好打桩记录。试桩采用连续喂料逐段成桩施工方法，清孔完成，将振冲器提出800 ～1 000 mm向孔口喂料，然后加密桩体，强度达到施工指标，维持规定留振时间。完成一段桩的加密，即进行下一段桩体加密工作，直到桩顶方完成。自检合格后确定试桩施工参数。

3.4 施工流程

施工流程详见图1。

图1 双台子河除险加固工程振冲碎石桩施工流程图

3.5 桩孔检测

按地基处理规范要求，主要对桩体进行动力触探和桩间土进行标准贯入，检测按0.5%。检验标准按设计要求浅孔闸地基承载力≥210 kPa及左右岸连接段翼墙地基承载力≥200 kPa，提水泵站地基处理后的地基承载力≥180 kPa［2］。

3.6 操作要点

3.6.1 桩位测放

测量人员测量放出中心线及边线控制桩，并做好控制桩保护，标示桩点里程，根据桩位平面布置图，用钢尺布桩，布桩误差控制在2 cm内。

3.6.2 机具定位

将打桩机就位，合拢合瓣桩尖，将振冲器向下垂直，使桩尖对准桩位标记，继续向下垂移振冲器使桩尖入土。调整桩机搭架，使振冲器与地面基本垂直，垂直度一般控制在1%以内。

3.6.3 碎石灌桩

振冲器成孔达到设计深度后，进行碎石的灌注作业，将碎石由加料口注入桩孔内，灌入量按桩身理论方案量值与充盈系数计算。做好现场施工记录，严格控制每根桩的充盈系数。避免先期大后期小的不良现象，以增加桩的均匀性［3］。

3.6.4 桩身拔管

大功率振冲器投料可个提出空口，小功率振冲器下料困难时，可将振冲器提出空口填料，每次填料厚度≤50cm。应有专人负责碎石灌入量，以防超灌或少灌。

提升振冲器时应先振动5 ～10 s后开始提升，边振边拔，每拔高度0.3 ～0.5 m停振，如此反复直至全部拔出。提升速度要均匀，一般为0.8 m/min(平均速度)。

3.6.5 提升成桩

振冲碎石桩的提升作业与沉管灌注桩作业相同，其程序为:灌料后原位振动，振动之后振动提升，然后振动，再反插，反插之后振动提升，然后再次罐料，灌料之后第二次振动。

以此为循环周期直至到设计桩顶标高完成一根桩施工作业(反插次数及反插深度均应满足桩身设计，横截面积为控制依据)。

3.7 质量控制

振冲碎石桩的质量最主要的应以桩体充分密实为原则，它与成孔的进度、填料量、留振时间密切相关，只有在一定的填料量的情况下，才能达到一定的密实电流。也需要一定的留振时间，才能把填料振冲成桩。

要严格把好材料质量关，所以在选碎石时，应按设计要求选择碎石粒径，材料粒径为20 ～150 mm，20 mm以下粒径≤20%，100 ～150 mm粒径含量≤15%，不许超径。因为，粒径大不振实，同时对机具不利。碎石含泥量不得超过5%。另外，对每根桩的填料量也要进行认真的核实和控制。在施工中应注意在成孔时出现振冲器受到阻碍，电流值会突然上升，现场警铃不断发出响声，遇到这种情况时，要认真地分析原因，查明原因后采取措施，反复振冲几次，直到电流表上电流值趋于稳定时为止，然后继续施工。

3.8 施工注意事项

施工注意事项主要有以下5 点:

1)振冲器在土层深处不得断电停振。所以施工前我方自备1 台30KW 柴油发电机以防断电对施工带来的不利影响。

2)成孔困难，振冲器不易沉入。主要是水压不够，应加大水压。上层较硬时水压应增大，下降速度应更慢，水压要保持0.3MPa ～0.8MPa，在现场管路上应装阀门以调节水压水量。

3)密实电流长期达不到。通常采取的措施的减小水压。适当增加每次的填料量。反复振冲几次，使其符合密实电流值。

4)施工现场四周如有其它原有建筑物，施工时应注意原有建筑物是否出现裂缝或沉陷情况。

5)根据泥浆处理要求，泥浆泵需满足排浆距离和排浆量要求。

4 质量保证措施

在工程质量管理方面，为了确保工程即在保证工程质量又要确保施工进度，建立质量管理保证体系，成立质量管理领导小组和施工现场三检制，发现问题绝不放过，并及时纠正，同时采取必要的保证工程质量的技术措施。

1)施工前必须熟悉本工程的总体布置，工程水文地质资料，及水利工程质量品平定标准等有关文件。

2)施工队伍一进场测量人员应马上熟悉图纸和施工现场情况。根据实际地形布设放样控制点。

3)把好布桩量关，做到布桩要检验，复合要统一，做到桩位准确醒目。

4)加强施工环节的质量管理，经常检查振冲器具的运行情况，定时保养振冲器，使之正常运转施工，检查有关的电控系统，保证其良好的自然状态，发现问题及时解决，随时检查各机组的造孔、清孔、加密的施工环节。

5)进行施工质量控制与监测，做好各项施工记录。

6)加密电流和留振时间，应采取自动控制系统控制。

7)振冲器的导管应有明显的深度标志。

8)检查加密电流加密水压、留振时间、加密段等质量控制参数，使之在规定的参数下运转施工。严把材料关，严格按照招标文件规定，碎石骨料规格验收使用碎石。

9)加强对成桩质量的跟踪检查，对以完成的桩体进行随机抽样检查桩位、桩长、单桩进料量，成桩桩径，桩体密实度，落实自检报告，发现问题及时解决。

［1］王非平. 振冲碎石桩技术［J］. 建筑施工，1995(05):23－24.

［2］付君义，白荣鑫. 碎石振冲桩复合地基加固处理技术在石佛寺水库工程中的应用［J］. 吉林水利，2004(05):25－27.

［3］潘志明. 浅谈振冲碎石桩施工［J］. 水利水电施工，2003(03):20－21，23.