韩克文 （东华工程科技股份有限公司，安徽 合肥230024）
作者简介：
韩克文（（97（-），男，湖南茶陵人，毕业于东南 大学土木工程专业，本科，高级工程师，注册
一级建造师（建筑工程、市政公用工程双专
业）、注册监理工程师、注册安全工程师，长期 从事工程施工技术管理和工程EPC 总承包管 理。
中图分类号:TU47 文献标识码:A
文章编号:1007-7359（ 2021 ）02-0111-03
DOI ：10.16330/j.c n ki.1007-7359.2021.02.054
!工程概况
国内某电站下水库的拦砂坝坝轴线 位于下水库进出水□上游，距离下水库
应用系统集成—
期进出水□的直线距离有1654m，拦 砂坝的结构形式为复合土工膜防渗黏土 芯墙坝，贝顶绝对标高为1066.2m，大坝
上游和下游的坝面坡度都是132。大坝
的最大坝体高度为23.5m，大坝最大轴 线长度为548m，坝顶最终完工宽度为
6m 。2
主要施工方法
2.1
主要的施工设备
2.1 2振冲设备
位布置及其他施工技术参数密切相关， 在施工环境条件确定的情况下，决定加 固效果的决定性因素是振冲器的性能。
根据前期试验的开展情况和获得的效
高效渗透剂果、设计文件的要求和地质条件特点，现 场施工采用BJ75型振冲器，该设备的主
要参数见表1。
BJ75型振冲器具有性能稳定、可靠 度高的特点。在采用振冲碎石桩处理地 基的生产实践过程中，该型号的振冲使
用较为广泛。由于该设备具有施工工效
高、速度快且施工质量稳定性高、击振力 大、穿透坚硬土体的能力强的特点，因此
采用该设备加固处理后的地基，后期的 沉降量和不均匀沉降量都不大，可满足
摘 要：文章以国内某电站下水库为例，该拦砂坝坝基为淤泥质土，土层的力学性质比
较差，土质的均匀性不好，且在受压状态下会产生液化，经检验其地基承载力只有
80kPa ，承载力小，不适宜做水工大坝的坝基。通过振冲碎石桩加固处理，大大地提高了地
基承载力，满足30'级大坝应力要求。拦砂坝振冲碎石桩施工的成功经验，为软土地基
的处理积累了经验和方法。
关键词：振冲碎石；填料加密；粘聚力；内摩擦角
大坝坝基的承载力和稳定性的要求。 242起重吊装设备的选择
起重吊装设备的起吊力和起吊高度
必须都能满足现场施工的需要。振冲碎
石桩施工的常用起吊设备有打桩机、汽
车吊和扒杆等。根据工程的实际情况合 理地选择起吊设备，本工程选择25t 的
汽车吊作为起重吊装设备。 242电气控制设备的选择
电气控制装置需同时满足现场施工 配电和控制施工技术参数的需要，施工
技术参数主要包括：振冲施工的留振时
间、钻孔电流量、加密电流量等。BJ75型
振冲器采用的是自动控制加密电流量、
振冲留振时间等参数，当施工中的电流
量和留振时间都达到规定数值时，控制
设备会自动发出提示信号，指导现场的
施工。
2.1 2填料设备的选择
现场的填料设备选用3.2m 3的装载
机。
2.2
振冲碎石桩施工方法
224振冲桩施工工序
施工工艺流程见图1。
图1施工工艺流程图
测量放线：根据提前画好的桩位图， 将计划施工区域的桩位放出来，并做好
标记。场地清理、将施工电源和水源引入 施工现场，做好施工的准备工作。
准备工作完成后，将施工设备移至 空位，并且将振冲器对准预先确定好的 桩位。
振冲成孔施工步骤
① 首先将振冲器对准施工桩位，其 次开启设备的压力水泵，等到振冲器的
末端出水□开始喷水以后，然后再开启
振冲器，待振冲器空转运行稳定以后，再
开始成孔施工。施工过程中要控制振冲
器的入土速度，振冲器需慢慢的贯入土 中，贯入过程中控制好贯入参数，当桩尖 达到设计的持力层后停止贯入。
② 成孔施工过程中，要求振冲器始
终处于悬垂的状态。因振冲器和导管之
间的连接采用的是橡胶减震器，所以如
果导管稍微偏斜一点是可以的，但是偏
斜量不能太大，以免产生振冲器偏离贯
入方向的问题。
③ 地基的土质情况、振冲器类型和 水击压力等直接影响设备的成孔速度和
成孔能力，一般情况下，淤泥质土壤地层
条件的成孔速度比较快。
钻孔清孔：成孔过程中，如果返出的
泥浆较粘稠、孔中遇到狭窄地段或孔中
出现缩孔等问题时，需对钻孔进行清孔
处理。清孔的方法是在需要扩孔部位反
复上下提拉振冲器或者将振冲器提出孔
□，使孔□返出的泥浆变稀，保证振冲孔
能够顺直、通畅，进而使填料能够顺利下
沉。
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振冲料的加密：加密的方法是强迫
振冲料制桩的施工工艺流程。制桩过程
需连续地进行，填料的加密从孔底部位
开始施工，底部完成后逐段向上分段施
表1
BJ75型振冲器的主要施工技术参数
技术指标
振幅mm 额定电流A 振冲器长度m 重量t 转速r/min 振动力kN 电动机功率W 振冲器外径cm
主要参数
7.0150 2.7 2.1145016075000
42.6
工，分段过程中要求中间不出现漏振的
情况。当加密电流和留振时间达到设计
要求以后，再将振冲器缓慢地上升，继续
加密下一段，每段加密的长度要符合试
验的参数要求。
重复以上步骤，从下到上加密，直到设计要求桩顶标高加密完成。
加密完成后，关闭振冲器和压力水，整个成桩过程完成。振冲碎石桩工序示
意图，见图2。
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图2振冲桩施工工序示意图
2V.7振冲碎石桩施工质量控制标准和
施工技术要求
①成孔和清孔过程
a.施工过程中，要求振冲器的喷水嘴
中心轴线和钻孔的孔径圆形偏差小于
5cm
b.振冲成孔完成以后，成孔的中心
点和施工图纸的中心偏差要小于10cm c成桩的桩顶中心点与图纸定位的中心点偏差小于桩孔直径的0.25倍。
d振冲器在贯入土中的整个过程均要保持垂直，偏斜度不得超过规范要求。
e.每孔段振冲器贯入1m-2m左
右，详细地记录一次造孔电流、造孔水压
力和造孔成孔时间，直到贯入到设计要
求的深度，整个贯入过程均要记录清楚。
f成孔完成以后，对孔进行1~2遍的清孔作业。
②填料作业和加密施工
填料方法的选择：填料选用强迫填料法施工，该方法的原理主要是利用振
冲器的自重和振冲器的振动力，将桩孔
上部的填料送到桩孔的下面部分，层层
向下送料，直至填料不再下层。
桩孔加密的技术措施如下
a.先控制制桩的电压是380V左右，
要求电压的波动范围控制在±20V以
内，否则不允许施工。
苯胺的制备b.桩孔的加密电流为90A。
c振捣器的留振时间控制在10s-12s。
d造孔的水压力控制在0.4MPa~0.
6MPa，加密的水压力控制在0.3MPa~
0.5MPa。
e，每次的加密段长度控制在
30cm~50cm。
f加密电流和留振时间采用电气自
动控制系统予以控制。
g.加密施工从孔底部分开始进行，
从下向上逐段加密，整个加密过程要求
中间段不能有漏振现象，直至加密到设
计的孔顶高程。
2.3振冲碎石桩施工的质量保证和质量
通病预防、纠偏措施
振冲碎石桩施工过程中要做好施工
质量控制，施工的质量控制点主要：钻孔
的深度、桩位的偏差、填料量的控制等。
施工过程中要随机抽检桩体的密实度和
桩间土的加密效果。
2.3.1桩位偏差的质量控制措施
桩位的偏差要达到规范要求，首先
就要求造孔过程中控制好孔位的偏差。
根据以往的施工经验，造孔施工过程孔
位发生偏移的原因和采取的纠偏措施如
下
①因土质情况不均匀的原因，引起
造孔过程中钻头向土质较软的一侧滑
移。
纠偏措施：振冲器造孔先从土质较
硬的一侧开始进行，产生的偏移量大小
根据现场实际施工情况确定；同时，也可
以采用在土质较软的一侧倒入填料，防
止桩位向土质较软的一侧移动。
②振冲器导管上部横向拉杆的拉绳
松紧度不适中或者拉绳的拉力方向不
对，引起振冲器的钻头发生偏移。
纠偏措施：根据适宜方向调整拉绳
的松紧度和拉绳的方向，使拉绳处在合
适的位置。
③安装振冲器和导管时，振冲器和
导管的中心不在垂直线上或导管出现弯
曲现象。
纠偏措施：调整振冲器与导管的位
置，使两者的中心线处在垂直线上；弯曲
的导管采用调直设备，应调直或直接予
以更换。
④施工过程中填料不均，填料只从
—边进行，造成填料挤压振冲器，导致桩
位发生偏移现象。
纠偏措施：调整填料的方式，填料从
孔的四周均匀地加入，保持填料的均匀。
⑤桩位偏差超过规范或设计的要
求。
纠偏措施：重新测量放线准桩位,
按新孔的要求重新造孔、加密、成桩。
232桩长施工控制
①振冲器和导管安装完成以后，为
使振冲器操作人员方便控制振冲器的贯
入土的深度。采用钢卷尺量测，在振冲器
和导管中做好长度标记，每隔0.5m标记
为一段。
②施工过程中要注意场地高程的变
化，造孔的深度要根据场地的实际高程
控制。
③施工过程中，当地面出现淤积抬
高或地面出现下沉情况时，根据地面抬
高或下沉情况，振冲器的贯入深度也要
做对应的调整，最终要保证成桩长度满
足设计和规范要求。
233施工技术参数的过程控制
振冲碎石桩施工的主要技术参数如
下：加密段长度、加密电流、加密水压、留
振时间、造孔水压、填料数量等。
当使用加密电流、加密段长度和留
振时间作为振冲碎石桩施工的综合指标
时，填料的数量要受到上述指标的约束。
234防止抱卡钻杆的控制
根据地层情况，振冲碎石桩施工过
程中可能会出现抱卡导杆的情况，发生
该情况将会对施工工效和施工质量造成
影响。根据以往类似工程中的施工经验,
采取如下措施可减少发生抱卡钻杆的情
况，保证振冲器的成桩能够顺利地进行。
①钻杆采用大直径高强度的钻杆
减少钻杆和振冲器之间连接处的直径突
变；增加振冲设备的自重；增加振冲器的
穿透能力。
②施工过程中，要出现抱卡钻杆的
前兆时，立即停止继续下放振冲器，使振
冲器在原深度中先停留下来。加大水压
力先预冲一段时间，然后再继续慢慢下
放振冲器。同时，要求在该段及附近段要
反复多次上下提拉振冲器清孔，防止出
现卡孔现象，能够实现穿透该地层。
③施工过程中，由于不可预料的原
因而发生振冲器抱卡在孔中时，可以使
用大吨位的汽车吊提住振冲器，然后启
动振冲器，将振冲器缓慢的上提，反复多
次并上提，直至振冲器提出抱卡位置；若
短时间内不能及时提出振冲器，可以先
暂停电机的运行，继续向孔内冲水，冲洗
—段时间以后，待束缚振冲器及导管的
障碍物应力消除后，再按上面的步骤重
新提拔振冲器；当振冲器的电机发生损
坏，大吨位的吊车也不能提出振冲器时,
可使用另外的振冲器在抱卡钻孔的周围
（下转第115页
）
拟定试验参数表表"
提升速度
cm/min
项目孔距m水压MPa流量IVmin浆压MPa喷浆量L/min风量rrWrriin气压MPa摆速次/min摆角
1.030•-3270•-800.4-1500.80.710-1230°12-15
参数 1.230•-3270•-800.4-1500.80.710-1230°12〜15
1.430•-3270•-800.4-1500.80.710-1230°12〜15
围井渗透系数成果表表2序号围井编号孔间距(m)渗透系数(cm/s) 1围井1 1.09.5x10-6
2围井2 1.2 2.4x10-5不成桩。
7.3芯样取样结果
受现场地形限制，下部喷射效果无法开挖检查，对围井进行了取芯补充检
施工参数表表3
项目孔距m水压MPa 流量
L/min
浆压MPa喷浆量L/min
风量m3
/min
气压
MPa
摆速次/min摆角
提升速度
cm/min
参数 1.23070-800.4-1500.80.710-1230°12-15
42.5
②进浆浆液密度不小于1.5g/cm3
③试验消耗水泥量平均为836kg/m o
7试验检测结果
围井试验结束14d后，采用反铲挖掘机对围井进行开挖。开挖完成后，对围井地表进行了观察，对成型的墙体中心进行了钻孔取芯外观检测和注水试验检测。
7.1围井成墙情况
试验结束14d后对围井进行了开挖，开挖的深度为6m。从开挖出的外观质量看，围井1的施工孔距明显偏小，整个围井呈现出实心的状态；围井2和围井3的桩体搭接情况较好，连接处的厚度在37cm〜59cm之间，桩体处墙体厚
度在18cm〜26cm之间。
7.2围井注水试验
外观检查完成以后，分别对围井1
和围井2进行了现场钻孔注水试验，注
水完成后，根据《水利水电工程高压喷射
灌浆技术规范》(DL/5200-2004)附录B
的围井渗透系数的计算公式，对围井的
渗透系数进行了计算，结果如表2o
围井1和围井2的渗透系数均达到
10cm/s〜5cm/s以上，基本可以认为不
漏水。围井3通过现场检查发现渗漏，为
进一步分析围井3的渗漏的原因，现场
对围井3进行了现场补取芯样。结果发
现从围井顶部开始,8m以下的芯样连续
性较差，而10m以下不成桩，说明高压
摆喷注浆在砂卵石层成桩情况差，基本
查。从芯样取样结果来看，围井1、围井2
和围井3的0m~8m芯样完整，说明在
该地质条件下，施工参数的成墙效果较
好。
7.4耗灰量情况
酱油桶试验孔的平均耗灰量为836kg/m,
其中围井1和围井2的平均耗灰量为
468kgsm。
8试验最终结论
①说明在拦砂坝围堰1040m以上
淤泥质粉土中，高压摆喷注浆成墙防渗
可达到防渗效果。
②拦砂坝围堰为一般项目，试验所
采用的孔距120m〜124m之间，结果均可
以满足防渗要求。经综合分析，拦砂坝围
堰防渗施工拟采用的施工参数见表3o
舉w
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(上接第112页)
钻孔，或者采用反铲挖掘机开挖—定深度，减小钻孔的阻力，再使用反铲挖掘机或大型装载机配合大型吊车提拔振冲器。
2.2.5桩头密实度的控制
①桩体加密应加密到基础设计高程12m以上，确保桩顶密实度满足设计和规范要求。
②当加密施工接近桩顶时，可以采取在孔口堆料强打、反复振捣的措施，也可以采取在桩顶部的留振时间，适当延长或增加振捣次数的措施。
3施工结果分析
拦砂坝振冲碎石桩施工完成后，由专业的实验检测单位，进行桩间土标准贯入度实验、桩体密实度检测的重型动力触探试验、复合地基静载试验、桩间土
室内土工检测试验等试验。通过试验检
测资料的综合分析，得出如下结果
①桩间土的密实度根据标准贯入度
试验锤击数进行测定，共检测10个点，
其中5个点的桩间土的密实程度为中等
密实；另外5个点的桩间土的密实程度
为密实。
②桩体的密实度检测通过动力触探
试验测定，根据动力触探结果判断桩体
密实。
③经试验测定，振冲碎石桩的复合
地基承载力特征值，可以满足不小于
250kPa的设计要求。
④粘聚力和内摩擦角情况：密度为
1,29g/cm3的振冲碎石桩桩体内摩擦角
为4025。，粘聚力为197.53kPa；密度为
1.26g/cm3的振冲碎石桩桩体的内摩擦
角为4029。，粘聚力为21027kPa；密度
为2.28g/cm3的振冲桩桩体的内摩擦角道路交通事故现场图
为4123。，粘聚力为207.62kPa。
⑤
根据以往类似工程的试验结果,
当复合土体的等效内摩擦角不小于30。
时，复合土体的等效粘聚力不小于
725kPa。
4结束语与建议
拦砂坝坝基河床表层为淤泥质土，
力学性质较差，地基承载力仅为80kPa。
通过振冲碎石桩加固处理，地基承载力
达到了250kPa以上，大大地提高了地基
承载力，满足30m级大坝应力要求。通
过拦砂坝振冲碎石桩施工的成功经验,
为软土地基处理积累了经验和方法。
豫公网安备41160202000603
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