水利工程中振沖碎石樁技術(shù)的運用

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摘要：振沖碎石樁技術(shù)可以在各種建筑工程中應(yīng)用。在水利工程中，應(yīng)用振沖碎石樁技術(shù)來處理已建大壩的軟基礎(chǔ)，特別是淤泥質(zhì)、粉細(xì)沙質(zhì)基礎(chǔ)，是很有技巧的。群樁的區(qū)域布置，對軟基和粉細(xì)沙層的置換深度，有技巧性的布置和設(shè)計。文章主要的目的就是想把這種技巧推薦給同行使用，以供參考。

關(guān)鍵詞：振沖碎石樁技術(shù)；水利工程；設(shè)計技巧；運用布置

1項目簡介

梅子湖水庫位于普洱市南屏鎮(zhèn)高家寨后山的梅子河上，水庫流域范圍為東經(jīng)100°58′58″～101°2′15″，北緯22°43′15″～22°45′25″，梅子湖水庫樞紐主要建筑物包括主壩、副壩、溢洪道和高、低兩個涵洞。主壩為均質(zhì)土壩，最大壩高25.1m，壩頂高程1341.9m，壩軸線長280m，壩頂寬4m。梅子湖水庫1980年建成完工。水庫灌溉面積一萬七千畝，水庫總庫容為769萬m3。2002年6月，經(jīng)過祥細(xì)的鉆孔勘察發(fā)現(xiàn)，主壩壩基巖透水率1.1Lu，為侏羅系沙巖夾泥巖層，大壩壩體與基巖之間夾有6m厚的河床沖積粉細(xì)砂層，滲透系數(shù)6.0×10-4～1.2×10-3cm/s，未進(jìn)行防滲處理，形成壩基嚴(yán)重的滲漏；大壩地基的承載力不能滿足要求。

2處理方案

本次除險加固工程的任務(wù)是保證現(xiàn)有規(guī)模不變的條件下，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，針對水庫病害情況，按土壩“上堵下排”的原則提出相應(yīng)處理方案。（1）對主壩進(jìn)行防滲處理，包括壩體、壩基作高壓旋噴防滲處理，建立完整有效的防滲體系。（2）對主壩壩腳進(jìn)行防滑抗震處理，加強(qiáng)排水，降低地下水位，防止壩基液化。

3振沖方案的選擇

普洱市位于地震多發(fā)區(qū)，工程區(qū)地震動峰值加速度為噴射出高壓水流，在邊振邊沖的共同作用下，使填充的碎石在振動作用下被擠壓密實，達(dá)到要求的密實度后就提升振動器，如此反復(fù)直至地面，在地基中形成一個大直徑的密實樁體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基，提高地基承載力，增大地基土的內(nèi)摩擦角。具體的設(shè)計方案是：三角形布置碎石沉樁，樁徑0.5m，樁間距1.2m。碎石樁透水，且承載力高，內(nèi)摩擦角達(dá)35～38°。一般這種地基在處理前標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)3～5擊，振沖方法處理后標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)可以達(dá)到12擊以上，地基承載力得到顯著的提高，在施工過程中一般使用吊重20t以上的吊車，75kW功率的振沖頭施工，成井后碎石應(yīng)當(dāng)用挖掘鏟斗不小于1m³的挖掘機(jī)向井內(nèi)灌入石灰?guī)r碎石，碎石直徑一般在2～5cm。

4操作方法

（1）孔位布置：用全站儀確定振沖工程的施工區(qū)域和范圍，并拉上小彩旗條圍住，防止非工作人員進(jìn)入危險的施工現(xiàn)場，按排距孔、距測定孔位，并用寫有編號的木樁敲定。（2）調(diào)試設(shè)備：設(shè)備進(jìn)場，調(diào)試起重機(jī)腳架至設(shè)備穩(wěn)定、攪索機(jī)等設(shè)備至正常狀態(tài)；調(diào)試振沖頭振動、噴水情況至正常。（3）造孔：起重機(jī)吊起振沖頭準(zhǔn)確貫入樁位土層，下沖過程中要保持振沖頭的吊索處于緊繃懸狀態(tài)，使造0.20，地震動反應(yīng)譜特征周期值為0.45，與基本烈度表相對照，工程區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度。主壩地基存在粉細(xì)砂（厚6m），易發(fā)生地震液化。所以選用振動沉管碎石樁抗震防滑。原排水棱體已失效，結(jié)合振動沉管碎石樁施工，拆除原排水棱體，振動沉管碎石樁施工完畢，在其上新建反濾層及排水棱體。振沖法是用起重機(jī)吊起振沖器，啟動潛水電機(jī)帶動偏心塊，使振動器產(chǎn)生高頻振動，同時起動水泵，通過噴嘴孔鉛直。（4）驗孔：成空后要及時驗收，確保成孔達(dá)到設(shè)計深度，孔徑達(dá)到設(shè)計要求，孔內(nèi)無阻塞物。（5）灌入碎石：振沖孔驗收合格后，用挖掘機(jī)挖斗鏟入碎石，振沖頭從孔底0.5m處向上振動擠密，挖斗不間斷灌入碎石，按4m一段擠密至地表成樁。（6）成樁驗收：全部振沖孔完工后，15天后進(jìn)行分部工程驗收。采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法，并對比施工前和施工后的錘擊數(shù)，以評價工程效果。

5結(jié)束語

該項工程完工后，梅子湖水庫經(jīng)歷了兩次6級以上地震，經(jīng)超聲波掃描成像檢查，壩體無任何損傷，水庫至今運行良好，振沖工程的良好效果得到驗證。

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作者：高建云 單位：云南省水利水電學(xué)校