振沖法在水利水電工程中的應(yīng)用

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引言：

作為最早應(yīng)用振沖法的行業(yè)，國內(nèi)水利水電工程早在1978年就成功利用振沖法完成了北京官廳水庫主壩壩基的處理，達(dá)到了9度地震防止液化的地基建設(shè)要求。就目前來看，我國在電動(dòng)型振沖器生產(chǎn)和振沖法處理深度等方面均取得了一定的研究成果，并利用振沖法完成了多個(gè)水利水電工程的建設(shè)。因此，有必要對(duì)振沖法在水利水電工程中的應(yīng)用問題展開探討，以便更好的利用該技術(shù)完成水利水電工程的建設(shè)。

1振沖法的分類及使用

利用振沖法處理技術(shù)，可以進(jìn)行水利水電工程的土石堤壩及其松軟地基的處理，并使堤壩及構(gòu)筑物的強(qiáng)度、抗震穩(wěn)定性和抗滑性的提高。所以針對(duì)在建水利水電工程的地基施工和已建病險(xiǎn)堤壩的加固施工，振沖法可以得到較好的應(yīng)用。按照地基土的加密效果進(jìn)行振沖法的分類，可以將其分成是振沖置換和振沖加密兩類技術(shù)。如果經(jīng)過振沖處理后的地基強(qiáng)度得到明顯提高，則稱該技術(shù)為振沖加密技術(shù)。但如果經(jīng)過振沖處理后的地基強(qiáng)度沒能得到明顯提高，就需要利用高強(qiáng)度的碎石樁柱置換一部分地基土，然后通過將碎石樁柱與周圍土組成復(fù)合地基使地基的強(qiáng)度得到提高[1]。而后一種方法被稱之為振沖置換法，常常在水利水電工程中得到應(yīng)用。

2振沖法在水利水電工程中的應(yīng)用

2.1水利水電工程中的振沖法施工

2.1.1造孔施工造孔施工是振沖施工的第一步，對(duì)后續(xù)施工的質(zhì)量起到了重要的影響。在水利水電工程中應(yīng)用振沖法之前，一般會(huì)進(jìn)行現(xiàn)場造孔試驗(yàn)，以驗(yàn)證振沖器造孔的適用性。在進(jìn)行造孔施工時(shí)，需要使振沖器對(duì)準(zhǔn)樁位，并且保證偏差不超過100mm。同時(shí)，需要在振沖器末端出水口噴水后開啟振沖器，并保持振沖器始終處在懸垂?fàn)顟B(tài)。但在實(shí)際施工的過程中，由于水利水電工程的地基土質(zhì)較軟，并且振沖器類型和水沖壓力也都無法達(dá)到理想狀態(tài)，所以造孔工藝的速度和能力會(huì)受到一定的影響。因此，施工人員一般只能滿足將最大造孔速度控制在2m/min以下的要求。此外，一旦振動(dòng)器的貫入速度較慢，就要進(jìn)行水沖壓力的調(diào)節(jié)。而在進(jìn)行松散土質(zhì)的地基施工時(shí)，可以使造孔深度小于設(shè)計(jì)深度30cm，并且盡量減少水量。一旦遭遇振沖器上下顛動(dòng)或反復(fù)沖擊仍無法貫入的問題，則需要停止施工，并進(jìn)行施工參數(shù)的調(diào)整。

2.1.2清孔施工在造孔的過程中，一般會(huì)返出較多、較稠的泥漿，繼而給后續(xù)施工的開展帶來不便。所以，需要通過清孔施工完成對(duì)泥漿或孔中狹窄、縮孔地段的處理，以便為后續(xù)施工打下良好的基礎(chǔ)。在施工的過程中，施工人員可以直接將振沖器提出孔口，并且在縮孔或狹窄地段進(jìn)行振沖器的上下提拉，以便進(jìn)行孔的擴(kuò)張[2]。而在這一過程中，孔口返出的泥漿將逐漸變稀，繼而為后續(xù)填料施工提供通暢的振沖孔。

2.1.3填料施工就目前來看，可以采取三種方式進(jìn)行水利水電工程地基的填料施工，即強(qiáng)迫填料法、連續(xù)填料法和間斷填料法。其中，強(qiáng)迫填料法就是利用大功率振沖器的重量和振動(dòng)作用進(jìn)行填料的挾送。在這一過程中，需要在填料滿孔狀態(tài)下進(jìn)行振沖器的貫入，并需要避免振沖器的工作電流比電機(jī)額定電流大，以免填料不能達(dá)到加密地段。而在孔壁穩(wěn)定且樁長小于6m的情況下，可以使用間接填料法進(jìn)行填料。在這一過程中，施工人員需要先將振沖器提出孔口，然后進(jìn)行高度為1.0m左右的填料的填充，并進(jìn)行振沖器的貫入。而每一次進(jìn)行振沖器的提拉，施工人員都需要采用手推車進(jìn)行填料的填充。此外，在樁長較大時(shí)，可以使振沖器留在孔口內(nèi)，然后采用連續(xù)填料的方式進(jìn)行孔口的填充。而在這一過程中，要保證孔中不缺料，并且使用裝載機(jī)作業(yè)，以滿足填料速度和數(shù)量的要求。

2.1.4加密施工在進(jìn)行加密施工時(shí)，既可以通過填料擠振密實(shí)，也可以利用地基土自身振動(dòng)密實(shí)。而在進(jìn)行樁體加密施工時(shí)，可以分別遵循三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。首先，在土質(zhì)場地均勻時(shí)，可以進(jìn)行每延米填入填料的數(shù)量的控制，以確保加密的效果。其次，振沖器啟動(dòng)后，隨著周圍土體約束力的不斷增加，設(shè)備工作電流也會(huì)變大。在施工前，可以先確定振沖器的工作電流，然后在加密過程采用統(tǒng)一電流值，并通過調(diào)節(jié)填料量施工，以確保地基強(qiáng)度均勻。再者，可以通過控制加密電流、留振時(shí)間和加密段長度進(jìn)行樁體加密質(zhì)量的控制，并以填料量指標(biāo)為參考標(biāo)準(zhǔn)。而無論使用哪種標(biāo)準(zhǔn)，都需要從樁底標(biāo)高開始進(jìn)行樁體的加密，然后逐段完成整個(gè)樁體的加密處理。在加密施工的整個(gè)過程中，需要將水壓控制在0.1MPa到0.5MPa之間，并進(jìn)行電流、填料量、時(shí)間和水壓等參數(shù)的記錄。

2.2在水利水電工程中應(yīng)用振沖法需要注意的問題

2.2.1石樁施工問題在水利水電工程中應(yīng)用振沖法時(shí)，想要進(jìn)行施工質(zhì)量的控制，就要做好石樁施工的樁長、樁位、樁數(shù)和樁體質(zhì)量的控制。首先，施工人員需要嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙完成放線布樁，并在圖紙上做好打樁數(shù)的記錄，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏樁。其次，施工人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)深度進(jìn)行振沖器導(dǎo)桿刻度的標(biāo)出，并在接近該深度時(shí)降低造孔水壓，以免樁底土層遭到破壞。再者，施工人員在布樁的過程中，需要確保造孔中心與定位中心的偏差不超出150mm。而在造樁完成后，需要檢查樁頂中心與定位中心的偏差，并確保偏差不超出20mm[4]。此外，在樁體質(zhì)量的控制方面，需要做好施工水量、施工電流和填料量的控制。在施工完成后，需要對(duì)樁體質(zhì)量進(jìn)行檢測，以確保振沖法的施工質(zhì)量。

2.2.2返水問題應(yīng)用振沖法的過程中，一旦遭遇強(qiáng)透水性砂層，就不得不考慮孔口返水少的問題。而為了進(jìn)行孔口返水量的控制，此時(shí)需要加大供水量。但是如果是因?yàn)榭變?nèi)堵塞而導(dǎo)致返水量減少，則需要進(jìn)行振沖孔的清孔處理，以滿振沖施工的返水要求。

2.2.3填料問題在填料施工的過程中，一旦出現(xiàn)填料不暢的情況，就需要對(duì)孔口寬窄和是否有堵塞的問題進(jìn)行分析。如果因?yàn)榭卓谡?dǎo)致填料不暢，需要利用振沖器擴(kuò)大孔口。而如果填料不暢是因?yàn)榭锥味氯鸬?，就需要進(jìn)行清孔處理。同時(shí)，如果填料速度過快且填料量過大，將容易出現(xiàn)振沖器導(dǎo)管被填料卡住的問題。此時(shí)，需要停料并上下拉動(dòng)振沖器，以確保填料順暢。此外，需要注意施工過程的填料總量和孔中填料總量，以做好填料量的控制。

結(jié)論：

總而言之，自上世紀(jì)30年代出現(xiàn)以來，振沖法得到了快速的發(fā)展，已經(jīng)在水利水電、建筑施工和公路建設(shè)等多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用。而了解其在水利水電工程中的施工工藝，并掌握其應(yīng)用要點(diǎn)，才能夠更好的利用該技術(shù)完成工程的地基建設(shè)。因此，本文對(duì)振沖法在水利水電工程中的應(yīng)用問題展開的探討，可以為相關(guān)工作的開展提供指導(dǎo)。

作者：路文斌 平措卓瑪 單位：西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院水利土木工程學(xué)院