振沖碎石樁軟基處理技術(shù)在海堤工程中的應(yīng)用

1、振沖碎石樁軟基處理技術(shù)在海堤工程中的應(yīng)用賀志貞1楊利萍2李世興3（浙江省正邦水電建設(shè)有限公司，浙江杭州310051）摘要：要：隨著沿海地區(qū)灘涂資源的開(kāi)發(fā)和利用，海上堤壩建筑技術(shù)也日益取得了新的突破。由于海涂基礎(chǔ)屬于軟土地基，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，對(duì)于海堤基礎(chǔ)的穩(wěn)定性提出了越來(lái)越高的要求。為了有效控制軟土地基上海堤建筑物的工后沉降和不均勻沉降，各種軟基處理工法在海堤工程建設(shè)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。文中結(jié)合海堤工程軟土地基處理實(shí)例，對(duì)振沖碎石

2、樁的地基加固機(jī)理、成樁工藝、施工質(zhì)量控制、加固后復(fù)合地基土強(qiáng)度檢測(cè)等進(jìn)行了探討，并對(duì)今后的施工和設(shè)計(jì)提出了一些參考性建議。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：海堤工程振沖碎石樁軟土地基施工工藝建議中圖分類(lèi)號(hào)：TV122文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B振沖樁地基處理技術(shù)是為了加固高層和重型等建筑物的地基以及松軟土地基構(gòu)筑物等所采用的措施之一。本著投資少，充分利用天然土體的功能，使其結(jié)合在軟土地基中構(gòu)筑的樁體所形成的復(fù)合地基來(lái)承擔(dān)其上的荷載。這種復(fù)合地基能提高承載能力，增強(qiáng)穩(wěn)定

3、性，減少工后沉降與不均勻沉降，而且施工簡(jiǎn)便、快速，可以大大縮短工期。基于不同情況和具體條件，振沖樁地基處理技術(shù)可以在土體中筑成不同種類(lèi)的樁體而形成復(fù)合地基，如砂土樁、水泥土樁、碎石樁、水泥粉煤灰碎石樁等不同的復(fù)合地基。本文以振沖碎石樁軟基處理技術(shù)在寧波大榭濱海西路海堤工程中的應(yīng)用為實(shí)例，對(duì)振沖碎石樁的地基加固機(jī)理、成樁工藝、施工質(zhì)量控制、加固后復(fù)合地基土強(qiáng)度檢測(cè)等進(jìn)行了探討，以期今后對(duì)海堤工程軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用和提高有所裨益。1工程

4、應(yīng)用實(shí)例工程應(yīng)用實(shí)例1.11.1工程概況工程概況寧波大榭開(kāi)發(fā)區(qū)濱海西路海堤工程全長(zhǎng)1600m，設(shè)計(jì)防潮標(biāo)準(zhǔn)100年一遇，設(shè)計(jì)高潮位hp=3.51m。海堤采用拋石斜坡結(jié)構(gòu)，地基處理采用振沖碎石樁加固處理，碎石樁梅花形布置，縱橫樁距2.2m，樁徑1.0m，打設(shè)深度16m；基床為拋石填筑，堤身為重力式擋墻，迎海面外坡設(shè)一級(jí)平臺(tái)，堤外坡腳碎石樁樁頂設(shè)440020001200鋼筋石籠護(hù)腳；堤頂為路面及防浪墻結(jié)構(gòu)。是大榭島環(huán)島觀光公路的組成部分。1

5、.21.2地形地質(zhì)條件地形地質(zhì)條件該工程地處大榭島西南側(cè)的黃峙江水道東岸，岸線(xiàn)平直，順岸線(xiàn)由海堤分隔成陸域和海域兩大地貌單元。后方陸域地形平坦開(kāi)闊，屬山麓濱海淤積平原；海域潮間帶屬淤泥質(zhì)灘涂，灘面的自然坡度為8o～10o向江心方向傾斜，泥面標(biāo)高為3.5～0.5m，海域水下地形較陡，水深流急。水下涂面呈現(xiàn)出上緩下陡的變化特征。在歷史上筑堤過(guò)程中曾發(fā)生過(guò)多次滑坡，位置分別位于K0200～0300段及K0050～0150段，局部地段也曾有零星

6、少量小型塌方，這些滑坡體大部分為碎石塊等砂石體。工程區(qū)域?yàn)闉I海相沉積的軟黏土地層，屬于高壓縮性軟弱地基。地質(zhì)條件較差，表層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，強(qiáng)度低，壓縮性大，呈飽和—流塑狀態(tài)；下層由淤泥質(zhì)黏土、含粉質(zhì)黏土砂礫組成。海堤范圍內(nèi)自上而下，各地質(zhì)分層及土性指標(biāo)見(jiàn)表1。表1地質(zhì)特性表地質(zhì)特性表地質(zhì)土層層厚mＷ%r(kN?m3)CkPa()淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土淤泥質(zhì)黏土含粉質(zhì)黏土砂礫2.4～7.65.5～149.4～1852.361.151.817.0

7、16.518.84.810.517.63.63.16.6由表1可見(jiàn)，淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土抗剪指標(biāo)較低，不能直接作為海堤結(jié)構(gòu)的持力層，需進(jìn)行軟基處理，形成復(fù)合地基以滿(mǎn)足上部建筑物對(duì)承載力的要求（復(fù)合地基承載力大于或等于90kPa）。振沖碎石樁加固法是快速處理該類(lèi)軟弱基礎(chǔ)最為有效的方法之一。2振沖碎石樁設(shè)計(jì)及加固機(jī)理振沖碎石樁設(shè)計(jì)及加固機(jī)理圖1施工流程圖3.23.2施工技術(shù)和施工要點(diǎn)施工技術(shù)和施工要點(diǎn)1）施工準(zhǔn)備。①布設(shè)樁位：根據(jù)軟土加固要求，按

8、編號(hào)標(biāo)示出現(xiàn)場(chǎng)樁位，施工時(shí)對(duì)號(hào)入座，避免漏打、重打；②供水及排水處理：布置供水管用于振沖時(shí)高壓水的供應(yīng)，布置泥漿排放溝進(jìn)入凈化池，防止污染環(huán)境；③試驗(yàn)樁：通過(guò)若干根試驗(yàn)樁驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)，確定樁體密實(shí)電流、留振電流和填料量等施工工藝參數(shù)；④施工順序：軟土處理成樁的順序一般為“由內(nèi)向外”或“由一邊向另一邊”進(jìn)行，便于淤泥的擠壓和振沖。2）成孔。ZCQ30型振沖器啟動(dòng)后產(chǎn)生高頻振動(dòng)，開(kāi)動(dòng)高壓水泵，用噴嘴射出的高速水流沖擊孔底，以1～2mmin的

9、速度貫入地層，從地表到加固深度形成一個(gè)直徑越1.0m的孔洞，保持垂直，記載電流、電壓、水壓，了解地質(zhì)情況。當(dāng)電流升高時(shí)，其最大值不得超過(guò)電機(jī)的額定值；當(dāng)電流超過(guò)電機(jī)的額定值時(shí)，減慢振沖器的下沉速度，甚至停止下沉或提起振沖器，讓高壓水沖松土層后再繼續(xù)下沉。電流的變化，可以定性地反應(yīng)出該孔的土質(zhì)情況。3）清孔。用振沖器射出水清洗孔內(nèi)泥漿，將振動(dòng)器在孔底適當(dāng)留振，使泥漿沖擊孔口；再將振動(dòng)器提起，上下升降二、三次，見(jiàn)孔流出清水為止。4）加料。振

10、沖器提出孔口，往孔內(nèi)加料，然后放下振沖器進(jìn)行振密；第二次提出孔口，第二次加料、振密……自下而上逐段加料分次進(jìn)行填入碎石，每一次加料厚度30～50cm。5）振密成樁。加入一次碎石后用振沖器沉入孔內(nèi)填料中進(jìn)行振密，再加料再振密，數(shù)次后才能達(dá)到要求密實(shí)度，此時(shí)振沖器仍能振動(dòng)和射水，水壓減小為200～300kPa。ZCQ30型振沖器的電流達(dá)到55A且在原位置留振10s以上，其電流值不下降，表示振動(dòng)點(diǎn)處樁體已達(dá)到振密要求，此值為“密實(shí)電流”；如果

11、達(dá)不到規(guī)定密實(shí)電流時(shí)，應(yīng)提起振動(dòng)器，繼續(xù)加料，繼續(xù)振密，直至該深度處密實(shí)電流達(dá)到規(guī)定值為止，每加一次料，都要詳細(xì)記錄時(shí)間、加入量、電流量。一段一段加密到孔口碎石樁由下往上逐段形成。6)表層處理。樁體頂部1m左右，另做碎石墊層或用機(jī)械碾壓。4施工質(zhì)量控制施工質(zhì)量控制施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)應(yīng)是以下幾個(gè)方面：①樁長(zhǎng)。在振沖器導(dǎo)桿上焊有刻度，振沖器貫入地下的深度可由上讀出，當(dāng)造孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，孔口指揮予以記錄。自孔底加密到孔口成樁，造孔深度即為樁

12、長(zhǎng)。②樁位偏移。樁位偏移不允許超過(guò)（15～25）D，D為樁徑。施工中注意精心操作，偏差不得大于3cm。③加密電流、留振時(shí)間。主要是不能把振沖器剛接觸到填料的瞬間電流作為密實(shí)電流。只有振沖器在固定深度上振動(dòng)一定時(shí)間，即達(dá)到要求的留振時(shí)間，而電流穩(wěn)定在某一數(shù)字，這一穩(wěn)定電流才能代表填料的密實(shí)程度，當(dāng)這個(gè)穩(wěn)定電流超過(guò)規(guī)定的加密電流時(shí)，該段樁體才算加密完畢。④填料量。填料量是保證樁體密實(shí)度和樁徑大小的重要指標(biāo)。施工中采用連續(xù)填料工藝，填料不能過(guò)

13、猛。值得注意的是孔底加密時(shí)，填料量可能超過(guò)正常值，這是因?yàn)椴糠痔盍险沉粼诳妆?，亦可能樁底土層較軟。⑤加密段長(zhǎng)度。加密段長(zhǎng)度為30～50cm，必須嚴(yán)格控制。過(guò)長(zhǎng)填料過(guò)多，容易造成漏振，密實(shí)度達(dá)不到。5振沖碎石樁加固效果檢驗(yàn)振沖碎石樁加固效果檢驗(yàn)5.15.1復(fù)合地基承載力測(cè)定復(fù)合地基承載力測(cè)定多樁復(fù)合地基承載力試驗(yàn)測(cè)定采用慢速維持荷載法。使用平板結(jié)構(gòu)反力架，用堆載方法，逐級(jí)加荷進(jìn)行試驗(yàn)，以測(cè)定復(fù)合地基承載力。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該工程振沖碎石樁復(fù)