河干流防洪工程管理論文

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遼河是我國七大江河之一，遼河流域是遼寧省的主要產糧區和商品糧基地，同時也是重要的能源和石油化工基地。20世紀80年代以來，對遼河干流曾進行過全面綜合整治，但隨著社會經濟的發展，防洪標準仍然偏低。為配合既將興建的二期石佛寺水庫工程，省里擬興建遼河干流防洪應急工程。該工程南起沈陽新城子區石佛寺鄉達連屯，北至鐵嶺新臺子鎮黃河子村，位于遼河左岸，堤壩長18.34km。

一、問題的提出

本工程天然地基以飽和砂土為主，壩基中粉砂、細砂和中砂的顆粒級配均勻（不均勻系數2.0～4.0左右），粒徑較細（平均粒徑0.12～0.30mm），屬易液化土類，而且三種砂在天然狀態下極為松散（一般相對密度在0.3左右），極易液化。

通過對壩基中粉砂、細砂及中砂代表性土樣在天然狀態下的動力試驗和天然壩基、筑壩后壩基的靜、動力計算分析，并采用單元液化判別法進行地基砂土的液化可能性判定，得出如下結論：在未建壩的自然狀況下，粉細砂及中砂分別為嚴重液化狀態和輕度液化狀態；建壩后，由于壩體對壩基的上覆壓力作用，壩腳處初始剪應力比會有所增加，但若以7度地震條件判別壩基范圍內埋深10m以內粉土及砂土，在近震及遠震條件下仍存在不同程度的液化。因此，必須進行基礎抗液化加固處理。

二、振沖法基礎處理的設計

本工程的主體為均質壩，結合二期即將修建的石佛寺水庫工程，按二等二級標準設計，為滿足滲透穩定和防止砂質壩基液化的要求，在壩體褥墊式排水體下設振沖碎石樁。樁型按布置位置不同分A形樁和B形樁。于垂直于壩軸線的橫斷面上有兩種基礎處理方式：標準斷面（I）適用于中粗砂基礎；標準斷面（II）適用于粉砂基礎（如圖1、圖2所示）。

三、振沖法基礎處理的施工

1．施工前的準備工作

（1）現場實驗。為了選擇最優的地基加固處理方法（候選方案：振沖砂樁、振沖碎石樁、振動沉管砂石樁），同時為設計提供合理的技術參數（樁徑、樁長、樁距、置換率、加密電流及留振時間等），遼寧省水利水電勘測設計院華燕公司于1999年10月27日開始施工現場的實驗工作，經過近兩個月的現場打樁實驗并對各項實驗方案進行檢測比較，得出結論并提出建議。

（2）振沖器型號的選定。目前國內常用振沖器型號有功率為30kW和75kW兩種，根據現場試驗提供的參數及本工程樁徑、樁距和料場石料的特點，選定75kW振沖器。

（3）變壓器的準備。考慮到75kW振沖器及配套供水每小時15～20m3的水泵及其他設備的用電量，每臺振沖機組功率不應小于110kW，電壓為380±20V，根據施工組織安排，整個工地同時工作機組有8臺75kW振沖機組和3臺75kW振動沉管機組。因此，施工現場共配備4臺變壓器，分散布置于施工沿線。

2．施工工藝

（1）制樁順序及填料方式。針對本工程戰線長、任務量大、工期短的特點，采用排打法制樁、連續填料的施工方式。

（2）制樁工藝。先由吊車將振沖器懸垂對準樁位，緩慢下放振沖器，開始造孔，待造孔達設計深度后，進入清孔階段，即反復提升、下放振沖器直至孔身平順并達到要求孔徑，最后是制樁階段，即向孔內回填碎石料，自下而上逐段成樁直至孔口。

3．施工中的質量控制

（1）石料的質量控制。一是所有碎石料應質地堅硬、具有一定的強度、水穩定性好、不易風化且級配良好。二是碎石料含泥量≯5％，5mm以下顆粒含量≯25％，100～150mm塊徑含量≯15％，最大塊徑≯150mm。三是為確保料場供料質量，每1000m3石料要做一次上述各項指標的抽樣檢測，并及時將試驗報告上報監理中心。

（2）造孔時的質量控制。一是振沖器對準樁位，偏差應小于10cm。二是造孔時各項技術參數應符合：造孔水壓0.4～0.6MPa，水量15～20m3/s，造孔電流55A～150A，造孔速度1.5～2.0m/s。三是造孔深度與設計樁底標高允許偏差±20cm。四是造孔后返出泥漿過稠時，應進行清孔，直到返出泥水較清為止。

（3）制樁過程的質量控制。一是制樁加密段長度≯50cm，填料量應滿足0.9～1.1m3要求。二是加密電流80～90A留振時間10s，此兩項指標應用儀表自動控制。三是加密樁體應從孔底開始，自下而上逐段進行，中間不得漏振。四是加密制樁時的水壓控制在0.3～0.4MPa。

4．檢測

為盡早了解地基加固效果，并為最終單元工程的質量評定提供依據，本工程特委托中國冶金建設集團沈陽勘測研究總院進行質量跟蹤檢測。按照規范要求，檢測試驗應在振沖樁制作結束后，待樁體及樁間土超孔隙水壓力基本消散后進行。本工程檢測時間定為制樁完畢15天以后進行。

（1）檢測方法。振沖碎石樁的檢測采用重型（2）動力觸探方法，每單元檢測數量為本單元總數的2％，且不少于3根；樁間土的檢測采用標準貫入法和原狀土樣的相對緊密度試驗法，檢測點位數取單元樁體總數的3％，且不少于4點。

（2）檢測標準。樁體檢測：0～2m深樁體按設計要求相對緊密度應達到0.55，對應動觸錘擊數≥6擊；2m以下樁體相對緊密度達到0.7，對應動觸錘擊數應≥7擊。樁間土：地面以下2～3m范圍內為黏性土，不存在相對緊密度要求和液化問題。3m及以下相對緊密度應達到0.7，標貫錘擊數在3m、4m、5m點位≥8.4擊，6m點位≥9擊，7m點位≥9.6擊，8m點位≥10.2擊。

單樁樁體和樁間土點位要求合格率達到80％，單元工程質量等級以樁體和樁間土檢測合格率達到85％為合格，達到95％為優良。

（3）檢測結果。單元工程質量達到優良等級的占單元總數的81.3％，達到合格標準的占單元總數的100％。地基處理后的相對緊密度滿足地震7°設防抗液化的要求，達到了設計所預期的效果。

5．結論

采用振沖法對地基進行抗液化處理如本工程這樣，范圍之廣、工程量之大在國內是少見的。通過3個月的施工及檢測結果證明：振沖處理是正確和合理的，振沖處理對于黏性土或淤泥質土表層與其下粉細砂、中砂、粗砂相結合的地質構造是適應的，對粉細砂基礎進行抗液化處理，采用振沖法可以認為是首先的最優方案。