振沖法抗液化基礎(chǔ)處理在遼河干流防洪工程中的應(yīng)用

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遼河是我國(guó)七大江河之一，遼河流域是遼寧省的主要產(chǎn)糧區(qū)和商品糧基地，同時(shí)也是重要的能源和石油化工基地。20世紀(jì)80年代以來(lái)，對(duì)遼河干流曾進(jìn)行過(guò)全面綜合整治，但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，防洪標(biāo)準(zhǔn)仍然偏低。為配合既將興建的二期石佛寺水庫(kù)工程，省里擬興建遼河干流防洪應(yīng)急工程。該工程南起沈陽(yáng)新城子區(qū)石佛寺鄉(xiāng)達(dá)連屯，北至鐵嶺新臺(tái)子鎮(zhèn)黃河子村，位于遼河左岸，堤壩長(zhǎng)18.34ｋｍ。
 
    1、施工前的準(zhǔn)備工作

    （1）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。為了選擇最優(yōu)的地基加固處理方法（候選方案：振沖砂樁、振沖碎石樁、振動(dòng)沉管砂石樁），同時(shí)為設(shè)計(jì)提供合理的技術(shù)參數(shù)（樁徑、樁長(zhǎng)、樁距、置換率、加密電流及留振時(shí)間等），遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院華燕公司于1999年10月27日開(kāi)始施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)工作，經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)打樁實(shí)驗(yàn)并對(duì)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行檢測(cè)比較，得出結(jié)論并提出建議。
    （2）振沖器型號(hào)的選定。目前國(guó)內(nèi)常用振沖器型號(hào)有功率為30ｋＷ和75ｋＷ兩種，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)提供的參數(shù)及本工程樁徑、樁距和料場(chǎng)石料的特點(diǎn)，選定75ｋＷ振沖器。
    （3）變壓器的準(zhǔn)備?？紤]到75ｋＷ振沖器及配套供水每小時(shí)15～20ｍ3的水泵及其他設(shè)備的用電量，每臺(tái)振沖機(jī)組功率不應(yīng)小于110ｋＷ，電壓為380±20Ｖ，根據(jù)施工組織安排，整個(gè)工地同時(shí)工作機(jī)組有8臺(tái)75ｋＷ振沖機(jī)組和3臺(tái)75ｋＷ振動(dòng)沉管機(jī)組。因此，施工現(xiàn)場(chǎng)共配備４臺(tái)變壓器，分散布置于施工沿線。

    2、施工工藝
    （1）制樁順序及填料方式。針對(duì)本工程戰(zhàn)線長(zhǎng)、任務(wù)量大、工期短的特點(diǎn)，采用排打法制樁、連續(xù)填料的施工方式。
    （2）制樁工藝。先由吊車將振沖器懸垂對(duì)準(zhǔn)樁位，緩慢下放振沖器，開(kāi)始造孔，待造孔達(dá)設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)入清孔階段，即反復(fù)提升、下放振沖器直至孔身平順并達(dá)到要求孔徑，最后是制樁階段，即向孔內(nèi)回填碎石料，自下而上逐段成樁直至孔口。

    3、施工中的質(zhì)量控制

    （1）石料的質(zhì)量控制。一是所有碎石料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、具有一定的強(qiáng)度、水穩(wěn)定性好、不易風(fēng)化且級(jí)配良好。二是碎石料含泥量≯5％，5ｍｍ以下顆粒含量≯25％，100～150ｍｍ塊徑含量≯15％，最大塊徑≯150ｍｍ。三是為確保料場(chǎng)供料質(zhì)量，每1000ｍ3石料要做一次上述各項(xiàng)指標(biāo)的抽樣檢測(cè)，并及時(shí)將試驗(yàn)報(bào)告上報(bào)監(jiān)理中心。
　（2）造孔時(shí)的質(zhì)量控制。一是振沖器對(duì)準(zhǔn)樁位，偏差應(yīng)小于10ｃｍ。二是造孔時(shí)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合：造孔水壓0.4～0.6ＭＰａ，水量15～20ｍ3/ｓ，造孔電流55Ａ～150Ａ，造孔速度1.5～2.0ｍ/ｓ。三是造孔深度與設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高允許偏差±20ｃｍ。四是造孔后返出泥漿過(guò)稠時(shí)，應(yīng)進(jìn)行清孔，直到返出泥水較清為止。
    （3）制樁過(guò)程的質(zhì)量控制。一是制樁加密段長(zhǎng)度≯50ｃｍ，填料量應(yīng)滿足0.9～1.1ｍ3要求。二是加密電流80～90Ａ?留振時(shí)間10ｓ，此兩項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)用儀表自動(dòng)控制。三是加密樁體應(yīng)從孔底開(kāi)始，自下而上逐段進(jìn)行，中間不得漏振。四是加密制樁時(shí)的水壓控制在0.3～0.4ＭＰａ。

　4、檢測(cè)
    為盡早了解地基加固效果，并為最終單元工程的質(zhì)量評(píng)定提供依據(jù)，本工程特委托中國(guó)冶金建設(shè)集團(tuán)沈陽(yáng)勘測(cè)研究總院進(jìn)行質(zhì)量跟蹤檢測(cè)。按照規(guī)范要求，檢測(cè)試驗(yàn)應(yīng)在振沖樁制作結(jié)束后，待樁體及樁間土超孔隙水壓力基本消散后進(jìn)行。本工程檢測(cè)時(shí)間定為制樁完畢15天以后進(jìn)行。
    （1）檢測(cè)方法。振沖碎石樁的檢測(cè)采用重型（２）動(dòng)力觸探方法，每單元檢測(cè)數(shù)量為本單元總數(shù)的2％，且不少于3根；樁間土的檢測(cè)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法和原狀土樣的相對(duì)緊密度試驗(yàn)法，檢測(cè)點(diǎn)位數(shù)取單元樁體總數(shù)的3％，且不少于4點(diǎn)。
     （2）檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。樁體檢測(cè)：0～2ｍ深樁體按設(shè)計(jì)要求相對(duì)緊密度應(yīng)達(dá)到0.55，對(duì)應(yīng)動(dòng)觸錘擊數(shù)≥６擊；2ｍ以下樁體相對(duì)緊密度達(dá)到0.7，對(duì)應(yīng)動(dòng)觸錘擊數(shù)應(yīng)≥7擊。樁間土：地面以下2～3ｍ范圍內(nèi)為黏性土，不存在相對(duì)緊密度要求和液化問(wèn)題。3ｍ及以下相對(duì)緊密度應(yīng)達(dá)到0.7，標(biāo)貫錘擊數(shù)在3ｍ、4ｍ、5ｍ點(diǎn)位≥8.4擊，6ｍ點(diǎn)位≥9擊，7ｍ點(diǎn)位≥9.6擊，8ｍ點(diǎn)位≥10.2擊。
　　單樁樁體和樁間土點(diǎn)位要求合格率達(dá)到80％，單元工程質(zhì)量等級(jí)以樁體和樁間土檢測(cè)合格率達(dá)到85％為合格，達(dá)到95％為優(yōu)良。
    （3）檢測(cè)結(jié)果。單元工程質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良等級(jí)的占單元總數(shù)的81.3％，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)的占單元總數(shù)的100％。地基處理后的相對(duì)緊密度滿足地震７°設(shè)防抗液化的要求，達(dá)到了設(shè)計(jì)所預(yù)期的效果。

    5．結(jié) 論

    采用振沖法對(duì)地基進(jìn)行抗液化處理如本工程這樣，范圍之廣、工程量之大在國(guó)內(nèi)是少見(jiàn)的。通過(guò)3個(gè)月的施工及檢測(cè)結(jié)果證明：振沖處理是正確和合理的，振沖處理對(duì)于黏性土或淤泥質(zhì)土表層與其下粉細(xì)砂、中砂、粗砂相結(jié)合的地質(zhì)構(gòu)造是適應(yīng)的，對(duì)粉細(xì)砂基礎(chǔ)進(jìn)行抗液化處理，采用振沖法可以認(rèn)為是首先的最優(yōu)方案。