振冲碎石桩在水工护岸地基处理中应用探究

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1、振冲碎石桩在水工护岸地基处理中应用探究【摘要】针对海域淤泥层较厚、风浪及潮汐侵扰影响较大等特点，本文对海上水下振冲碎石桩的施工难点、工艺控制措施和质量保证措施进行了详细的介绍。施工过程中对施工工艺进行了改进，提出了中空导杆下出料法进行施工，大大缩短了石料进入孔底的行程。通过对不同方案的对比，对振冲桩的设计方案进行了优化，结果表明桩间距为1.7m等边三角形布置为最优布置。【关键词】振冲碎石桩；复合地基；地基处理；施工方法0引言随着国民经济的快速发展，工程建设项目日益增多，建设用地日益紧张，一些沿海城市因为受到建设用地保有量有限和发展经济等因素的压力，而需在海岸边进行工程项目的

2、建设。而海域地基承载力低、结构松散、压缩性大、物理力学性质差。采用这种地基作为建筑物的基础时，必须对其进行加固处理，才能确保建筑物的安全性和稳定性，海域地基处理技术成为一项亟待解决的课题。振冲碎石桩加固松软地基，就是利用振冲器在软土地基中成孔，并向孔内分批填入碎石形成桩体并与软土组成一个整体，共同承受外部荷载在松软土中构筑刚度较软土大得多的碎石桩，组成复合地基，共同承受外部荷载[1,2]。碎石桩加固软土地基具有施工速度快、适用性广、效果好、造价低等显著的优点，在处理松散砂土地基、一般黏性土地基及饱和砂土地基中得到广泛应用，并积累了丰富的实践经验[3-5]o目前振冲法加固在陆

3、域上已属成熟的处理地基技术,在港口工程地基处理中也开始逐步得到应用[6-8]o由于海域条件复杂，海阔水深，以及风、浪及潮汐等的侵扰，振冲碎石桩未能在海域渔港码头工程的地基处理领域得到广泛应用。本文结合某水工护岸工程，针对阻碍振冲技术在海域应用的问题，拟定了相应解决的措施，对海上水下振冲碎石桩的施工工艺进行了改进，建立了海域施工各相关技术措施，为在海域复合地基软基处理中广泛推广振冲碎石桩法提供了成功的经验。1工程概况1.1工程地质条件大连港东部某项目永久护岸，上部主体采用直立式大圆筒结构。根据岩土工程勘察报告，场地地层结构和岩层特征及物理力学特征如下：本次勘察揭露的场地地层结

4、构自上而下分别为：流泥和淤泥、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、强风化板岩。1）流泥和淤泥：为饱和流动、流塑状态，有机质含量较高，多见贝壳碎片，不能采取原状试样。该层在整个场地均有揭露，厚度2.6〜6.4m。2）淤泥质粉质粘土：流塑状态，偶见贝壳碎片，部分钻孔底部强度有所增加，偶见薄层软塑粉质粘土。该层在整个场地均有揭露，顶面埋深6.2〜10.2m,厚度2.3〜6.4m。3）粉质粘土：软塑-可塑，摇震反应无，干强度中等，韧性中等，切面稍有光泽。部分钻孔底部有薄层砾卵石或板岩、石英岩砾石，含量50〜60%,粒径0.1〜5cm,以棱角形为主。该层分布于场地大部分地段，顶面埋深9.8-1

5、5.8m,厚度1.7〜7.7m。4）强风化板岩：岩体具散体结构，风化裂隙很发育，岩芯呈碎石土状，属极软岩，极破碎，岩体基本质量等级V级。该层分布于场地内大部分地段，顶面埋深14.50〜19.80m,厚度0.5〜1.6m。1.2设计地基处理方案根据上述工程地质条件及结合设计断面图纸，淤泥质土厚度均在12.0m以上，其中淤泥厚度10.0m以上。地基处理采用振冲碎石桩法，初步设计碎石桩体长度在15.0〜18.0之间，桩直径为1.2m,桩呈正三角形布置，桩间距为1.6〜1.8m,见图1。2施工工艺及过程2.1施工顺序振冲碎石桩复合地基广泛应用于软基处理中，主要是通过桩体置换和对桩间

6、土的挤密作用，促进排水固结从而提高地基的承载力。振冲法施工一般包括造孔、清孔、填料、加密4个工序。具体施工工艺流程：碎石桩施工设备上船组装-水上施工平台就位固定-建立测量定位系统-振冲设备就位-振冲造孔施工-上料船就位-振冲加密施工-成桩-中间检测，调整施工参数。本次施工按照1.8米桩间距一1.7米桩间距分4个小区域进行施工。由于1.8米桩间距在施工检测中发现加固效果不理想，根据设计和监理要求，在实际施工中，增加了1.6米间距的形式。其中1.8m间距的桩完成200根，1.6m间距的桩完成102根，1.7m的桩完成358根，累计完成660根。具体施工过程分为二个阶段：1）第一

7、阶段：施工1.8m桩间距碎石桩，共计200根。由于本地区淤泥层比较深，施工造孔过程存在缩颈问题。在施工过程需要大距离提拉导杆方能将石料送至孔底，这样很大程度上影响了施工效率。由于淤泥对桩体的约束小，桩体顶部和底部密实度较高，中间部分密实度较差，决定在剩余的试验区域缩小桩间距同时改变送料方式进行施工。2）第二阶段：施工1.6m桩间距碎石桩，共计102根。施工1.7m桩间距碎石桩，共计358根。因此在施工过程中，按1.6米桩间距进行施工同时对现有施工设备进行升级改造，提出了中空导杆下出料法进行施工。大大缩短了石料进入孔