土石坝工程中的振冲法施工工艺

 摘 要：本文将采用振冲法具体分析在某二期工程中土石坝的运用状况，从而得出适合特殊砂卵石地基使用的施工办法与手段。此套振冲工艺技术在我国国内是一个罕见的实例，其极具针对性与特殊性，且在实际操作当中具备极大的推广、实践价值。 

　　关键词：液压振冲；振冲加密；砂卵石地基；设备参数 

　　中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 

　　1 引言 

　　在某二期土石坝振冲施工过程当中，设计选取振冲法加密处理坝体，从而确保工程中土石坝高抛填坝体的密实度达标。因为本工程的土石坝坝体填筑办法与材料别具一格，因此需在回填时详细分析土工试验颗粒，确保其含泥量约为10%、含粒量处在60%～70%的范围内。依照手中所查阅到的地勘资料，不难发现，在这种情况下，世界上还没有出现过与之相似的工程案例。在工程施工前期，曾做过电动振冲器生产性实验，实验表明，若采取常规的振冲法，根本就不能达到设计的标准。 

　　2 选择方案 

　　依照振冲法强化地基机理的稳定性，结合前期电动振冲器工艺试验的具体状况与土工试验规程（SL237-1999）对于土石坝填筑之后的填料加以检测的结论在此类地层当中以国内某厂生产的电动130kW振冲器，最终表明，试验结果尚未达到设计预期的效果。依靠技术的完善、新型设备的引进、新工艺以及液压振冲器挤密加固技术的采用，可证明此类振冲加密加固技术能够符合设计要求。 

　　3 值得振冲法重视的问题 

　　按照本工程的设计要求与地层状况，此工程振冲加密桩有着很大的长度，且大多数都超过了20m，比现行规范的深度范畴大得多，很难施工，是一种深桩振冲施工。但是，由于起吊变量很大，加之起吊较高，因此一定要选取吨位比较大的吊车。在深桩区，由于导杆的长度呈现出不断增长的趋势，因此实践操作的安全与技术重心应放在振冲器的放倒与吊起上。 

　　4 关键施工工艺 

　　4.1 关键施工机械的选取 

　　4.1.1 填料机械 

　　从该工程的施工要求与规定上看，为搞好加密填料工作，应当配置1台30铲车。 

　　4.1.2 振冲器 

　　在开展施工时，本工程主要采用液压振冲器进行施工。遵照该工程的试桩施工效率的状况及其进度要求，可拟定投入振冲机组一套。 

　　4.1.3 参数控制机械 

　　事实上，人类能在电子显示屏当中直接观察液压振冲设备内配备的所有参数控制仪表。为确保施工质量，给施工起到一定的引导作用，可选取自动方式对留振时间与加密油压值进行控制。一旦留振时间与油压升至设计值，参数控制仪表能自动地发出信号，引导施工。 

　　4.2 液压振冲加密施工手段 

　　4.2.1 施工试制桩 

　　因施工场地的地层条件较为复杂，故需在真正意义上的施工之前开展试制桩试验工作，从而将施工机具调试好，懂得如何娴熟地运用施工手段。同时，要对设计确定的加密技术参数与施工工艺、设备的灌入能力能不能与此工程地质条件相适应进行验证，以确保液压振冲加密施工工作的正常开展。 

　　4.2.2 振冲加密桩施工的流程 

　　4.2.2.1确保场地处于清洁状态，电源要接通。 

　　4.2.2.2依据设计要求，把施工范围内的所有控制线都导入，并安设好桩点。 

　　4.2.2.3把施工机具置于原先设定的位置上，起吊振冲器要瞄准桩位。 

　　4.2.3 造孔 

　　4.2.3.1振冲器在造孔时务必要处在垂直的状态下，且确保导管和振冲器间用橡胶减震器较好地联结起来，故导管微斜的情况是正常的，但是偏斜的程度不宜太大，要严格避免出现振冲器与贯入方向相偏离的情况； 

　　4.2.3.2振冲器瞄准桩位，打开压力水泵，使振冲器处于启动状态，等到振冲器运作步入正轨才着手于造孔工作，让振冲器慢慢地贯入到地层当中，一直到设计的桩底标高为止。 

　　4.2.4 加密段长度和加料手段 

　　振冲器造孔的深度达到设计深度值的时候，应朝着孔内增添填料直到孔的底部，并且要确保孔中输入料的数量支持加密功能以及填料不会造成孔堵塞。针对振冲桩体加密，我们每一次都要将振冲器的高度增加1.5～2m左右，从而确保孔中存在0.5m加密桩体的加料量。 

　　4.2.5 采取连续填料加密工艺进行振冲加密。在加密过程中要连续开展施工，自孔底着眼，依次一段段地向上，中间过程中不许漏振。一旦留振时间与加密油压符合规定要求，应把振冲器转至下一段加密，同时必须确保每一段加密长度达标。 

　　4.2.6 再一次开展上一环节的工作，直到加密至设计要求桩顶标高为止。 

　　4.2.7 将水与振冲器的开关闭合，标志着制桩工作告一段落。 

　　4.2.8 改变吊车的位置，以备下一根桩进行施工。 

　　4.3 振冲碎石桩的施工参数 

　　按照该工程试验施工获取的参数，拟定选取下列一些参数当成振冲加密桩施工的控制参数，即： 

　　4.3.1留振时间，大约在8～15s之间； 

　　4.3.2造孔水压，其大概处在0.6～1.0Mpa的范围内； 

　　4.3.3造孔油压，大约在16～28Mpa的范围内； 

　　4.3.4加密水压，大概在0.4～0.8Mpa的区间内； 

　　4.3.5加密油压，大约在22～26Mpa的区间内； 

　　4.3.6加密段长度，大概在30～50cm的区间内。 

　　4.4 施工中的质量控制 

　　4.4.1 石料的质量控制 

　　所有碎石料应质地坚硬、具有一定的强度、水稳定性好、不易风化且级配良好。碎石料含泥量≥5%，5mm以下颗粒含量≥25%，100～150mm块径含量≥15%，最大块径≥150mm。为确保料场供料质量，每1000m3石料要做一次上述各项指标的抽样检测，并及时将试验报告上报监理中心。 

　　4.4.2 造孔时的质量控制 

　　振冲器对准桩位，偏差应小于10cm。造孔时各项技术参数应符合：造孔水压0.4～0.6Mpa，水量15～20m3/s，造孔电流55～150A，造孔速度1.5～2.0m/s。造孔深度与设计桩底标高允许偏差±20cm。四是造孔后返出泥浆过稠时，应进行清孔，直到返出泥水较清为止。 

　　4.4.3 制桩过程的质量控制 

　　制桩加密段长度≯50cm，填料量应满足0.9～1.1m3要求。加密电流80～90A留振时间10s，此两项指标应用仪表自动控制。加密桩体应从孔底开始，自下而上逐段进行，中间不得漏振。加密制桩时的水压控制在0.3～0.4Mpa。 

　　5 总结与建议 

　　5. 1 在与之相 似的工程当中，除却振冲器适用深度这一因素，在实际操作中选取振冲法加固处理本坝体极具可行性。 

　　5.2 一旦高边 坡回填施工手段和回填料自身的差异性导致在平面与竖向上回填坝体都出现了明显的离散性，那么一般振冲器将会深受回填料的影响，最终导致其无法达到设计深度要求，当然有的时候还会使得振冲器不能挤密。在这种情况下，经本工程的一系列实践操作经验表明，在当前存在的所有的可行方案当中，本文中所阐释的振冲加固处理方案及其参数是一个最具经济性的执行方案，有一定的研究与推广运用价值。 

　　5.3 由于在后 期施工过程中前制桩与后制桩的秩序会相互制约，因此，应当由内而外地开展施工工作，从而最大限度地降低后期施工给前期成桩所产生的不良影响。 

　　参考文献 

　　[1]张启岳.土石坝加固技术[M].北京：中国水利水电出版社，1996. 

　　[2]陈再平.水利水电工程基础[M].中国水利水电出版社，2003. 

　　[3]夏仲平.水利水电施工手册[M].中国电力出版社，2002.