振沖法在水利水電工程中的應用

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引言：

作為最早應用振沖法的行業(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水利水電工程的建設(shè)。因此，有必要對振沖法在水利水電工程中的應用問題展開探討，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)筑物的強度、抗震穩(wěn)定性和抗滑性的提高。所以針對在建水利水電工程的地基施工和已建病險堤壩的加固施工，振沖法可以得到較好的應用。按照地基土的加密效果進行振沖法的分類，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度沒能得到明顯提高，就需要利用高強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合地基使地基的強度得到提高[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用。

2振沖法在水利水電工程中的應用

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用振沖法之前，一般會進行現(xiàn)場造孔試驗，以驗證振沖器造孔的適用性。在進行造孔施工時，需要使振沖器對準樁位，并且保證偏差不超過100mm。同時，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狀態(tài)。但在實際施工的過程中，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到理想狀態(tài)，所以造孔工藝的速度和能力會受到一定的影響。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，一旦振動器的貫入速度較慢，就要進行水沖壓力的調(diào)節(jié)。而在進行松散土質(zhì)的地基施工時，可以使造孔深度小于設(shè)計深度30cm，并且盡量減少水量。一旦遭遇振沖器上下顛動或反復沖擊仍無法貫入的問題，則需要停止施工，并進行施工參數(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行振沖器的上下提拉，以便進行孔的擴張[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行水利水電工程地基的填料施工，即強迫填料法、連續(xù)填料法和間斷填料法。其中，強迫填料法就是利用大功率振沖器的重量和振動作用進行填料的挾送。在這一過程中，需要在填料滿孔狀態(tài)下進行振沖器的貫入，并需要避免振沖器的工作電流比電機額定電流大，以免填料不能達到加密地段。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，然后進行高度為1.0m左右的填料的填充，并進行振沖器的貫入。而每一次進行振沖器的提拉，施工人員都需要采用手推車進行填料的填充。此外，在樁長較大時，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加密施工在進行加密施工時，既可以通過填料擠振密實，也可以利用地基土自身振動密實。而在進行樁體加密施工時，可以分別遵循三個標準。首先，在土質(zhì)場地均勻時，可以進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，振沖器啟動后，隨著周圍土體約束力的不斷增加，設(shè)備工作電流也會變大。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，以確保地基強度均勻。再者，可以通過控制加密電流、留振時間和加密段長度進行樁體加密質(zhì)量的控制，并以填料量指標為參考標準。而無論使用哪種標準，都需要從樁底標高開始進行樁體的加密，然后逐段完成整個樁體的加密處理。在加密施工的整個過程中，需要將水壓控制在0.1MPa到0.5MPa之間，并進行電流、填料量、時間和水壓等參數(shù)的記錄。

2.2在水利水電工程中應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用振沖法時，想要進行施工質(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，施工人員需要嚴格根據(jù)設(shè)計圖紙完成放線布樁，并在圖紙上做好打樁數(shù)的記錄，以便及時發(fā)現(xiàn)漏樁。其次，施工人員需要根據(jù)設(shè)計深度進行振沖器導桿刻度的標出，并在接近該深度時降低造孔水壓，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，需要對樁體質(zhì)量進行檢測，以確保振沖法的施工質(zhì)量。

2.2.2返水問題應用振沖法的過程中，一旦遭遇強透水性砂層，就不得不考慮孔口返水少的問題。而為了進行孔口返水量的控制，此時需要加大供水量。但是如果是因為孔內(nèi)堵塞而導致返水量減少，則需要進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，就需要對孔口寬窄和是否有堵塞的問題進行分析。如果因為孔口窄小導致填料不暢，需要利用振沖器擴大孔口。而如果填料不暢是因為孔段堵塞引起的，就需要進行清孔處理。同時，如果填料速度過快且填料量過大，將容易出現(xiàn)振沖器導管被填料卡住的問題。此時，需要停料并上下拉動振沖器，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)等多個領(lǐng)域得到了應用。而了解其在水利水電工程中的施工工藝，并掌握其應用要點，才能夠更好的利用該技術(shù)完成工程的地基建設(shè)。因此，本文對振沖法在水利水電工程中的應用問題展開的探討，可以為相關(guān)工作的開展提供指導。

作者：路文斌 平措卓瑪 單位：西藏大學農(nóng)牧學院水利土木工程學院