水闸振冲碎石桩施工技术研究

水闸振冲碎石桩施工技术研究

邓祥光

中国水电基础局有限公司  天津市  300000

摘要：本研究旨在探讨水闸振冲碎石桩施工技术，通过分析振冲碎石桩的概述、施工技术、桩施工质量控制以及实例分析，总结出有效的方法和经验。振冲碎石桩法在廊坊临空水系治理工程中得到了广泛应用，施工地基为粉质粘土，采用了振动碎石桩处理土层。施工前需要进行设备试运转和试验性施工，以确定施工工艺参数。施工过程中需注意造孔与清孔要求、制桩要求和施工记录要求。通过施工程序和步骤方法的详细介绍，确保施工质量和效率。

关键词： 水闸振冲碎石桩、施工技术、质量控制、实例分析、工艺流程

一、引言

水闸振冲碎石桩作为一种常用的施工技术，在水利工程中具有重要的应用价值。水闸的建设和维护对于水系的治理和水资源的有效利用至关重要。而在水闸施工中，地基处理是一个关键环节，而振冲碎石桩作为一种有效的地基处理方法，已被广泛采用。本研究旨在通过对水闸振冲碎石桩施工技术的深入研究和分析，总结出科学、可行的施工方法和质量控制措施，为水闸工程的施工提供指导和借鉴。

二、水闸振冲碎石桩的概述

2.1 定义和基本原理

水闸振冲碎石桩是一种地基处理技术，通过在地下进行振冲作业，将振动器向土层内振动和冲击，使土层产生液化和塑性变形，同时利用振动的力量将石料填充到振动器周围形成桩体。这种桩体可以增加地基的稳定性和承载能力，达到加固和改良地基的目的[1]。

振冲碎石桩的基本原理是通过振动器的振动和冲击作用，使土层产生液化和塑性变形，然后通过填料的填充和密实，形成坚实的桩体。振动和冲击作用可以改变土层的物理性质，增加土层的密实度和抗剪强度，从而提高地基的稳定性和承载能力。

2.2 应用领域和重要性

水闸振冲碎石桩技术在水利工程中有着广泛的应用。首先，它被广泛应用于水闸建设和维护中的地基处理工作，能够有效改善地基的工程性质，提高水闸的稳定性和安全性。其次，振冲碎石桩技术在河道治理、堤坝加固和港口工程等领域也有重要应用。通过使用振冲碎石桩，可以增加地基的承载力，改善地基的抗液化能力，从而提高工程的稳定性和抗震性能。此外，振冲碎石桩技术还可以用于地铁隧道、桥梁基础和建筑工程等方面，为这些工程提供稳固可靠的地基支撑。

三、施工技术分析

3.1 振冲碎石桩施工的工艺流程

振冲碎石桩的施工一般包括以下几个主要步骤：首先，对施工现场进行勘测和准备工作，包括确定施工区域、清理地表杂物以及确定施工方案。其次，设置振冲设备和安装振动器，根据设计要求确定振冲桩的位置和布置方式。然后，通过振动器的振冲作用，将振动能传递到土层内，产生液化和塑性变形，同时将填料逐渐填充到振动器周围形成桩体。最后，进行桩身密实和后续处理，如修整桩顶和进行质量检查，确保振冲碎石桩的质量和稳定性。

图1：振冲碎石桩施工工艺流程

3.2 施工所需设备和材料

振冲碎石桩的施工需要使用一系列特定的设备和材料。其中，主要设备包括振动器、施工平台、供料装置、水泥罐和泵车等。振动器是施工的核心设备，通过振动和冲击作用实现土层的液化和塑性变形。施工平台用于支撑和定位振动器，保证施工的准确性和稳定性。供料装置用于将填料输送到振动器周围形成桩体。水泥罐和泵车用于混凝土灌注，加固桩体的强度和稳定性。

3.3 振冲参数及其影响因素

振冲碎石桩的施工过程中，振冲参数的选择和控制对于施工效果和桩体质量具有重要影响。振冲参数包括振动频率、振动幅度、振动力量等。振动频率决定了振冲作业的速度和效果，通常根据不同土层的特性选择合适的频率。振动幅度是振冲作用的幅度大小，影响着土层的液化和塑性变形程度。振动力量是指振动器施加在土层上的力量大小，直接影响土层的变形和桩体的质量。

振冲参数的选择和控制受多个因素影响，包括土层的性质、桩体设计要求、施工条件等。不同土层具有不同的抗剪强度和液化特性，需要根据实际情况调整振冲参数。桩体的设计要求包括桩长、桩径、桩间距等，对振冲参数的选择提供了参考依据。施工条件如地下水位、振冲环境等也会对振冲参数产生影响，需要进行合理调整和控制。综合考虑这些因素，合理选择和调整振冲参数，可以确保施工效果和桩体质量的达到设计要求。

四、桩施工质量控制

4.1 施工前的准备工作

在振冲碎石桩施工前，需要进行一系列准备工作以确保施工质量。这包括加强宣传教育工作，以提高全体职工的质量意识和质量第一的思想。同时，严格按照合同和招标文件要求进行质量管理，确保施工工作符合设计和监理的要求。进行技术培训，确保关键施工人员经过学习培训并合格后上岗。此外，需要检查和确保振冲设备和备件完好，并进行试运转，及时处理任何问题，以保证振冲设备的良好状态。

4.2 施工过程中的监测和控制

在振冲碎石桩施工过程中，需要进行监测和控制以确保施工质量的达标。这包括正确的定位放线工作，确保轴线定位和桩位标定的准确性，并经过监理的校验和签认。施工过程中，如发现桩位有疑问，应及时报告施工负责人或技术负责人进行解决，不得由机组人员擅自处理。此外，在振冲过程中，特别是拔振冲器时，应保持适当的振冲时间，一般为10秒，避免过快的拔出。同时，遇到特殊情况如桩机倾斜、地面隆起、振冲不达预定深度或遇到地下障碍物等，要立即停机报告，并等待相关方面处理和决策。

4.3 施工后的验收标准

振冲碎石桩施工完成后，需要进行质量验收，确保达到验收标准。施工后应间隔28天进行质量检验，并采用标准贯入试验对复合地基进行检测。桩间土的质量检测位置应位于正方形桩位的中心，数量不应少于桩孔总数的2%。在竣工验收时，地基承载力的检验应采用复合地基静载荷试验，试验数量不应小于总桩数的1%，每个单体建筑的试验点不应少于3个[2]。

五、实例分析

5.1 桩施工实例介绍

以廊坊临空水系治理永北干渠及四干渠治理工程为例，该工程包括5座水闸的施工。在该工程中，振冲碎石桩法被广泛应用于水闸的地基处理工作。具体而言，永北干渠引水闸振冲桩约计102根，田营西沟排水闸振冲桩约计496根，永北干渠退水闸振冲桩约计429根，四干渠引水闸振冲桩约计210根，105国道节制闸振冲桩约计386根。总体而言，本工程涉及1243个振冲碎石桩孔，振冲加密长度约20337米，桩径为800毫米，平均桩长约16.36米。

5.2 实例中遇到的问题和挑战

在该工程实例中，我们面临了以下问题和挑战：道路条件的改善和交通管理、软基处理的时机控制、施工机械设备的协调和夜间施工的安全保障。

5.3 解决问题的方法和经验总结

为了应对这些问题和挑战，我们采取了以下方法和经验总结：修筑、加宽施工道路和场内便道，设置临时行人道和施工围栏，统一着装和安全帽佩戴，加强现场管理和指挥，配置足够的灯光照明，加强机械设备维修和保养，设置污水处理站和沉砂池，定时洒水降尘，设置警示和警告标志牌等措施。这些经验总结有助于确保施工安全、环境保护和文明施工的顺利进行。

六、结语

综上所述，廊坊临空水系治理永北干渠及四干渠治理工程EPC工程总承包中我们面临了一系列的问题和挑战。通过制定合理的施工安排，包括场地准备、施工机械协调、安全保证措施、环境保护及文明施工等方面的措施和经验总结，我们成功地克服了这些困难。我们在施工过程中注重安全、环保和文明施工，通过科学合理的工作流程、严格的安全管理和环境保护措施，确保了工程的顺利进行。这不仅为廊坊临空水系治理工程的实施提供了有力的保障，也为类似工程的实施提供了宝贵的经验和参考。我们将继续秉承以安全为重、质量为本的原则，不断改进工作方法，提高施工效率和质量，为建设更美好的环境和未来做出积极的贡献。

参考文献：

[1]叶智峰.振冲碎石桩在液化砂土地基加固中的应用效果分析[J].四川水利,2023,44(02):9-15.
[2]陈志刚;侯树芃;龚泽鹏.复杂地层振冲碎石桩施工技术研究[J].四川水力发电,2022:4.