振沖碎石樁在可液化地基加固中的應(yīng)用

張 恒，張曉輝，徐艷紅

（尚志市水務(wù)局，黑龍江尚志 150600）

1 基本情況

松花江干流大頂子山航電樞紐工程完工蓄水后，庫區(qū)內(nèi)松花江水位將上升至海拔196.00 m。為防止內(nèi)澇在庫區(qū)內(nèi)右岸堤防工程上新建設(shè)3座強(qiáng)排站和3座排水閘站。其中英家一號排水閘站就建在糖坊堤段起始點0+050km處坡水排水溝的位置上。在閘站施工過程中，廠房基礎(chǔ)開挖至基礎(chǔ)底面設(shè)計高程時，發(fā)現(xiàn)該地基地質(zhì)條件系黑色的淤泥質(zhì)。這種坡積物遇水即為流動淤泥質(zhì)，屬可液化地基。經(jīng)取樣撿驗地基承載力為60 kPa，承載力不能滿足設(shè)計要求，因此必須加固地基。

2 加固措施

處理范圍：廠房基礎(chǔ)建筑面積220 m2，振沖碎石樁處理范圍在廠房基礎(chǔ)外緣擴(kuò)大寬度不小于基底下可液化土層厚度的1/2?；A(chǔ)邊線外緣打兩排樁。振沖加固面積約480 m2。

樁位布置：廠房基礎(chǔ)屬于大面積基礎(chǔ)，樁位采用滿堂樁孔形式呈梅花形排列方式布置，共237根。樁距：振沖樁的間距根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載大小和場地土層情況，并給合所采用的振沖器功率大小綜合考慮。使用ZCQ-55型振沖器一臺工作，布樁間距采用1.5 m，樁徑0.6 m。

樁長：該地基屬于可液化地基，從施工作業(yè)平面到下部硬性地基深度在3.6～3.9 m，樁長都必須到達(dá)硬性地基。樁尖持力層為強(qiáng)風(fēng)化層，樁尖進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層≥0.5 m。樁長在4.1～4.5范圍內(nèi)。

樁體材料：樁體材料采用經(jīng)檢測合格的硬質(zhì)材料碎石。填料碎石粒徑為：10～40 mm，要求含泥量＜5%。

承載力要求單樁承載力應(yīng)＞350 kPa，復(fù)合地基承載力≥130 kPa。此外，在樁頂和基礎(chǔ)之間鋪設(shè)1層30 mm厚的碎石墊層。即起到水平排水的作用又起到的應(yīng)力擴(kuò)散作用，從而提高復(fù)合地基承載力，減少地基變形量。

3 振沖加固工藝

振沖機(jī)具：根據(jù)施工圖紙?zhí)峁┑臉毒唷⒖讖?、深度、振動頻率、密實度等參數(shù)的要求，選擇振沖器為ZCQ-55型;振沖起重設(shè)備為25 t;振沖用水泵，水壓力在0.3～0.8 MPa范圍內(nèi)，水量≥15 m3/h。水泵為單級離心水泵22 kW，污水泵4 kW;采用電氣自動控制系統(tǒng)進(jìn)行記錄和調(diào)整加密電流和留振時間，密實電流為60～80 A，施工時取70 A。

振沖工藝流程：定位→成孔→清污→填料振密→成樁→移位。4個主要環(huán)節(jié)為：

造孔：根據(jù)施工圖定出每個振沖孔位并作好標(biāo)志。。施工時采用間隔跳打的方法施工，以保證加固后地基的質(zhì)量。施工時振沖器噴水中心與孔徑中心偏差≤5.0 cm;振沖造孔后，成孔中心與施工圖紙定位中心偏差≤10 cm;造孔完成后的樁頂中心與定位中心偏差不大于樁孔直徑的0.2倍。振沖器貫入土中其偏斜不大于樁長的3%。振沖器造孔速度≤2 m/min（沉入速度），水壓為300～800kPa，供水量不小于15 m3/h。每沉入0.5～1.0m，在該段高度懸留10～15s進(jìn)行擴(kuò)孔，待孔內(nèi)泥漿溢出時再繼續(xù)沉入，形成孔洞。每沉入1～2 m孔段，記錄一次造孔電流、水壓和時間，直至貫入到施工圖紙規(guī)定的完孔深度。

清孔：當(dāng)達(dá)到設(shè)計深度后，將水壓和水量減少至維持孔口有一定量回水，并無大量細(xì)顆粒逸出。完孔后清孔1～2遍，要求孔口返出泥漿變稀為止。

填料：在清孔完成后采用人工充填連續(xù)下料法制樁，少量多次加料，分別振密。當(dāng)?shù)讓诱衩苓_(dá)到控制電流時將振沖器上提約30～50 cm，繼續(xù)投料擠密，如此往復(fù)直至孔口?？椎滓陨?～1.5 m處填料量為施工圖紙規(guī)定值的2倍;全孔填料充盈系數(shù)應(yīng)＞1.05。用電氣自動控制系統(tǒng)控制加密電流和留振時間。

振密：加密從孔底開始，逐段向上，中間不得漏振 ;樁頂部位加密鋪設(shè)30 cm厚的碎石層，以保證樁頂密實度。

4 加固效果

樁體質(zhì)量檢驗：采用豎向壓板靜載試驗檢驗施工質(zhì)量?；A(chǔ)靜載荷試驗承壓板尺寸為100 mm×100mm?，F(xiàn)場試驗采用分級加荷沉降非穩(wěn)定法。每級加載為預(yù)估地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值加載量的1/8。反力糸統(tǒng)為壓重平臺反力裝置。承載力檢驗采用復(fù)合地基載荷試驗，地基承載標(biāo)準(zhǔn)值≥130 kPa。試驗點沉降則通過對稱布置于壓板兩側(cè)的百分表測量。隨機(jī)抽驗率為1% ～5%，每項試驗的樁數(shù)應(yīng)不少于3根?，F(xiàn)場原位試驗的試驗組數(shù)按200～400根樁為一組，每組抽驗不少于3根。

檢驗結(jié)果：廠房地基共完成總孔數(shù)237個，鉆孔總長度948 m。抽檢孔50個全部合格 ，其中優(yōu)良34孔，優(yōu)良率為68.0%。地基承載力檢驗：采用豎向壓板靜載試驗：地基承載力≥130 Kpa，檢測全部符合要求。沉降檢驗：由于淤泥質(zhì)地基振沖樁直徑無法控制，成樁后相鄰的樁連在一起，振沖后的基礎(chǔ)全部由碎石加密體填充，實際上是基礎(chǔ)全部置換成為加密碎石體，試驗點無沉降。

5 結(jié)語

用振沖碎石樁加固英家一號排水閘站廠房地基，收到了較好效果。但振沖法處理地基目前還處在半理論半經(jīng)驗狀態(tài)，在處理加固可液化地基的理論和實踐上存在著一些問題有待進(jìn)一步研究和解決。本工程在施工中，淤泥質(zhì)地基振沖碎石樁直徑無法控制，成樁后相鄰的樁連在一起，振沖后的基礎(chǔ)全部由碎石加密填充，實際上等于基礎(chǔ)全部置換，即增加了工程造價又耗費工時。如何解決這個問題，需要我們在今后的實踐中不斷發(fā)展和完善振沖法理論，使振沖加固技術(shù)更好的應(yīng)用于基礎(chǔ)工程。

[1]何廣訥，振沖碎石樁復(fù)合地基[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]牛志榮.地基處理技術(shù)及工程應(yīng)用[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2004

[3]陳希哲.土力學(xué)地基基礎(chǔ)（第三版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，1997.