振沖法抗液化基礎處理在遼河干流防洪工程中的應用

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遼河是我國七大江河之一，遼河流域是遼寧省的主要產(chǎn)糧區(qū)和商品糧基地，同時也是重要的能源和石油化工基地。20世紀80年代以來，對遼河干流曾進行過全面綜合整治，但隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，防洪標準仍然偏低。為配合既將興建的二期石佛寺水庫工程，省里擬興建遼河干流防洪應急工程。該工程南起沈陽新城子區(qū)石佛寺鄉(xiāng)達連屯，北至鐵嶺新臺子鎮(zhèn)黃河子村，位于遼河左岸，堤壩長18.34ｋｍ。
 
    1、施工前的準備工作

    （1）現(xiàn)場實驗。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、振動沉管砂石樁），同時為設計提供合理的技術參數(shù)（樁徑、樁長、樁距、置換率、加密電流及留振時間等），遼寧省水利水電勘測設計院華燕公司于1999年10月27日開始施工現(xiàn)場的實驗工作，經(jīng)過近兩個月的現(xiàn)場打樁實驗并對各項實驗方案進行檢測比較，得出結論并提出建議。
    （2）振沖器型號的選定。目前國內常用振沖器型號有功率為30ｋＷ和75ｋＷ兩種，根據(jù)現(xiàn)場試驗提供的參數(shù)及本工程樁徑、樁距和料場石料的特點，選定75ｋＷ振沖器。
    （3）變壓器的準備?？紤]到75ｋＷ振沖器及配套供水每小時15～20ｍ3的水泵及其他設備的用電量，每臺振沖機組功率不應小于110ｋＷ，電壓為380±20Ｖ，根據(jù)施工組織安排，整個工地同時工作機組有8臺75ｋＷ振沖機組和3臺75ｋＷ振動沉管機組。因此，施工現(xiàn)場共配備４臺變壓器，分散布置于施工沿線。

    2、施工工藝
    （1）制樁順序及填料方式。針對本工程戰(zhàn)線長、任務量大、工期短的特點，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準樁位，緩慢下放振沖器，開始造孔，待造孔達設計深度后，進入清孔階段，即反復提升、下放振沖器直至孔身平順并達到要求孔徑，最后是制樁階段，即向孔內回填碎石料，自下而上逐段成樁直至孔口。

    3、施工中的質量控制

    （1）石料的質量控制。一是所有碎石料應質地堅硬、具有一定的強度、水穩(wěn)定性好、不易風化且級配良好。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。三是為確保料場供料質量，每1000ｍ3石料要做一次上述各項指標的抽樣檢測，并及時將試驗報告上報監(jiān)理中心。
?。?）造孔時的質量控制。一是振沖器對準樁位，偏差應小于10ｃｍ。二是造孔時各項技術參數(shù)應符合：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。三是造孔深度與設計樁底標高允許偏差±20ｃｍ。四是造孔后返出泥漿過稠時，應進行清孔，直到返出泥水較清為止。
    （3）制樁過程的質量控制。一是制樁加密段長度≯50ｃｍ，填料量應滿足0.9～1.1ｍ3要求。二是加密電流80～90Ａ?留振時間10ｓ，此兩項指標應用儀表自動控制。三是加密樁體應從孔底開始，自下而上逐段進行，中間不得漏振。四是加密制樁時的水壓控制在0.3～0.4ＭＰａ。

　4、檢測
    為盡早了解地基加固效果，并為最終單元工程的質量評定提供依據(jù)，本工程特委托中國冶金建設集團沈陽勘測研究總院進行質量跟蹤檢測。按照規(guī)范要求，檢測試驗應在振沖樁制作結束后，待樁體及樁間土超孔隙水壓力基本消散后進行。本工程檢測時間定為制樁完畢15天以后進行。
    （1）檢測方法。振沖碎石樁的檢測采用重型（２）動力觸探方法，每單元檢測數(shù)量為本單元總數(shù)的2％，且不少于3根；樁間土的檢測采用標準貫入法和原狀土樣的相對緊密度試驗法，檢測點位數(shù)取單元樁體總數(shù)的3％，且不少于4點。
     （2）檢測標準。樁體檢測：0～2ｍ深樁體按設計要求相對緊密度應達到0.55，對應動觸錘擊數(shù)≥６擊；2ｍ以下樁體相對緊密度達到0.7，對應動觸錘擊數(shù)應≥7擊。樁間土：地面以下2～3ｍ范圍內為黏性土，不存在相對緊密度要求和液化問題。3ｍ及以下相對緊密度應達到0.7，標貫錘擊數(shù)在3ｍ、4ｍ、5ｍ點位≥8.4擊，6ｍ點位≥9擊，7ｍ點位≥9.6擊，8ｍ點位≥10.2擊。
　　單樁樁體和樁間土點位要求合格率達到80％，單元工程質量等級以樁體和樁間土檢測合格率達到85％為合格，達到95％為優(yōu)良。
    （3）檢測結果。單元工程質量達到優(yōu)良等級的占單元總數(shù)的81.3％，達到合格標準的占單元總數(shù)的100％。地基處理后的相對緊密度滿足地震７°設防抗液化的要求，達到了設計所預期的效果。

    5．結 論

    采用振沖法對地基進行抗液化處理如本工程這樣，范圍之廣、工程量之大在國內是少見的。通過3個月的施工及檢測結果證明：振沖處理是正確和合理的，振沖處理對于黏性土或淤泥質土表層與其下粉細砂、中砂、粗砂相結合的地質構造是適應的，對粉細砂基礎進行抗液化處理，采用振沖法可以認為是首先的最優(yōu)方案。