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摘要:振沖碎石樁技術(shù)可以在各種建筑工程中應(yīng)用。在水利工程中,應(yīng)用振沖碎石樁技術(shù)來(lái)處理已建大壩的軟基礎(chǔ),特別是淤泥質(zhì)、粉細(xì)沙質(zhì)基礎(chǔ),是很有技巧的。群樁的區(qū)域布置,對(duì)軟基和粉細(xì)沙層的置換深度,有技巧性的布置和設(shè)計(jì)。文章主要的目的就是想把這種技巧推薦給同行使用,以供參考。
關(guān)鍵詞:振沖碎石樁技術(shù);水利工程;設(shè)計(jì)技巧;運(yùn)用布置
1項(xiàng)目簡(jiǎn)介
梅子湖水庫(kù)位于普洱市南屏鎮(zhèn)高家寨后山的梅子河上,水庫(kù)流域范圍為東經(jīng)100°58′58″~101°2′15″,北緯22°43′15″~22°45′25″,梅子湖水庫(kù)樞紐主要建筑物包括主壩、副壩、溢洪道和高、低兩個(gè)涵洞。主壩為均質(zhì)土壩,最大壩高25.1m,壩頂高程1341.9m,壩軸線長(zhǎng)280m,壩頂寬4m。梅子湖水庫(kù)1980年建成完工。水庫(kù)灌溉面積一萬(wàn)七千畝,水庫(kù)總庫(kù)容為769萬(wàn)m3。2002年6月,經(jīng)過(guò)祥細(xì)的鉆孔勘察發(fā)現(xiàn),主壩壩基巖透水率1.1Lu,為侏羅系沙巖夾泥巖層,大壩壩體與基巖之間夾有6m厚的河床沖積粉細(xì)砂層,滲透系數(shù)6.0×10-4~1.2×10-3cm/s,未進(jìn)行防滲處理,形成壩基嚴(yán)重的滲漏;大壩地基的承載力不能滿足要求。
2處理方案
本次除險(xiǎn)加固工程的任務(wù)是保證現(xiàn)有規(guī)模不變的條件下,根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范,針對(duì)水庫(kù)病害情況,按土壩“上堵下排”的原則提出相應(yīng)處理方案。(1)對(duì)主壩進(jìn)行防滲處理,包括壩體、壩基作高壓旋噴防滲處理,建立完整有效的防滲體系。(2)對(duì)主壩壩腳進(jìn)行防滑抗震處理,加強(qiáng)排水,降低地下水位,防止壩基液化。
3振沖方案的選擇
普洱市位于地震多發(fā)區(qū),工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為噴射出高壓水流,在邊振邊沖的共同作用下,使填充的碎石在振動(dòng)作用下被擠壓密實(shí),達(dá)到要求的密實(shí)度后就提升振動(dòng)器,如此反復(fù)直至地面,在地基中形成一個(gè)大直徑的密實(shí)樁體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基,提高地基承載力,增大地基土的內(nèi)摩擦角。具體的設(shè)計(jì)方案是:三角形布置碎石沉樁,樁徑0.5m,樁間距1.2m。碎石樁透水,且承載力高,內(nèi)摩擦角達(dá)35~38°。一般這種地基在處理前標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)3~5擊,振沖方法處理后標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)可以達(dá)到12擊以上,地基承載力得到顯著的提高,在施工過(guò)程中一般使用吊重20t以上的吊車(chē),75kW功率的振沖頭施工,成井后碎石應(yīng)當(dāng)用挖掘鏟斗不小于1m³的挖掘機(jī)向井內(nèi)灌入石灰?guī)r碎石,碎石直徑一般在2~5cm。
4操作方法
(1)孔位布置:用全站儀確定振沖工程的施工區(qū)域和范圍,并拉上小彩旗條圍住,防止非工作人員進(jìn)入危險(xiǎn)的施工現(xiàn)場(chǎng),按排距孔、距測(cè)定孔位,并用寫(xiě)有編號(hào)的木樁敲定。(2)調(diào)試設(shè)備:設(shè)備進(jìn)場(chǎng),調(diào)試起重機(jī)腳架至設(shè)備穩(wěn)定、攪索機(jī)等設(shè)備至正常狀態(tài);調(diào)試振沖頭振動(dòng)、噴水情況至正常。(3)造孔:起重機(jī)吊起振沖頭準(zhǔn)確貫入樁位土層,下沖過(guò)程中要保持振沖頭的吊索處于緊繃懸狀態(tài),使造0.20,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期值為0.45,與基本烈度表相對(duì)照,工程區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度。主壩地基存在粉細(xì)砂(厚6m),易發(fā)生地震液化。所以選用振動(dòng)沉管碎石樁抗震防滑。原排水棱體已失效,結(jié)合振動(dòng)沉管碎石樁施工,拆除原排水棱體,振動(dòng)沉管碎石樁施工完畢,在其上新建反濾層及排水棱體。振沖法是用起重機(jī)吊起振沖器,啟動(dòng)潛水電機(jī)帶動(dòng)偏心塊,使振動(dòng)器產(chǎn)生高頻振動(dòng),同時(shí)起動(dòng)水泵,通過(guò)噴嘴孔鉛直。(4)驗(yàn)孔:成空后要及時(shí)驗(yàn)收,確保成孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度,孔徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求,孔內(nèi)無(wú)阻塞物。(5)灌入碎石:振沖孔驗(yàn)收合格后,用挖掘機(jī)挖斗鏟入碎石,振沖頭從孔底0.5m處向上振動(dòng)擠密,挖斗不間斷灌入碎石,按4m一段擠密至地表成樁。(6)成樁驗(yàn)收:全部振沖孔完工后,15天后進(jìn)行分部工程驗(yàn)收。采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法,并對(duì)比施工前和施工后的錘擊數(shù),以評(píng)價(jià)工程效果。
5結(jié)束語(yǔ)
該項(xiàng)工程完工后,梅子湖水庫(kù)經(jīng)歷了兩次6級(jí)以上地震,經(jīng)超聲波掃描成像檢查,壩體無(wú)任何損傷,水庫(kù)至今運(yùn)行良好,振沖工程的良好效果得到驗(yàn)證。
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作者:高建云 單位:云南省水利水電學(xué)校