振冲法在水利水电工程中的应用

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引言：

作为最早应用振冲法的行业，国内水利水电工程早在1978年就成功利用振冲法完成了北京官厅水库主坝坝基的处理，达到了9度地震防止液化的地基建设要求。就目前来看，我国在电动型振冲器生产和振冲法处理深度等方面均取得了一定的研究成果，并利用振冲法完成了多个水利水电工程的建设。因此，有必要对振冲法在水利水电工程中的应用问题展开探讨，以便更好的利用该技术完成水利水电工程的建设。

1振冲法的分类及使用

利用振冲法处理技术，可以进行水利水电工程的土石堤坝及其松软地基的处理，并使堤坝及构筑物的强度、抗震稳定性和抗滑性的提高。所以针对在建水利水电工程的地基施工和已建病险堤坝的加固施工，振冲法可以得到较好的应用。按照地基土的加密效果进行振冲法的分类，可以将其分成是振冲置换和振冲加密两类技术。如果经过振冲处理后的地基强度得到明显提高，则称该技术为振冲加密技术。但如果经过振冲处理后的地基强度没能得到明显提高，就需要利用高强度的碎石桩柱置换一部分地基土，然后通过将碎石桩柱与周围土组成复合地基使地基的强度得到提高[1]。而后一种方法被称之为振冲置换法，常常在水利水电工程中得到应用。

2振冲法在水利水电工程中的应用

2.1水利水电工程中的振冲法施工

2.1.1造孔施工造孔施工是振冲施工的第一步，对后续施工的质量起到了重要的影响。在水利水电工程中应用振冲法之前，一般会进行现场造孔试验，以验证振冲器造孔的适用性。在进行造孔施工时，需要使振冲器对准桩位，并且保证偏差不超过100mm。同时，需要在振冲器末端出水口喷水后开启振冲器，并保持振冲器始终处在悬垂状态。但在实际施工的过程中，由于水利水电工程的地基土质较软，并且振冲器类型和水冲压力也都无法达到理想状态，所以造孔工艺的速度和能力会受到一定的影响。因此，施工人员一般只能满足将最大造孔速度控制在2m/min以下的要求。此外，一旦振动器的贯入速度较慢，就要进行水冲压力的调节。而在进行松散土质的地基施工时，可以使造孔深度小于设计深度30cm，并且尽量减少水量。一旦遭遇振冲器上下颠动或反复冲击仍无法贯入的问题，则需要停止施工，并进行施工参数的调整。

2.1.2清孔施工在造孔的过程中，一般会返出较多、较稠的泥浆，继而给后续施工的开展带来不便。所以，需要通过清孔施工完成对泥浆或孔中狭窄、缩孔地段的处理，以便为后续施工打下良好的基础。在施工的过程中，施工人员可以直接将振冲器提出孔口，并且在缩孔或狭窄地段进行振冲器的上下提拉，以便进行孔的扩张[2]。而在这一过程中，孔口返出的泥浆将逐渐变稀，继而为后续填料施工提供通畅的振冲孔。

2.1.3填料施工就目前来看，可以采取三种方式进行水利水电工程地基的填料施工，即强迫填料法、连续填料法和间断填料法。其中，强迫填料法就是利用大功率振冲器的重量和振动作用进行填料的挟送。在这一过程中，需要在填料满孔状态下进行振冲器的贯入，并需要避免振冲器的工作电流比电机额定电流大，以免填料不能达到加密地段。而在孔壁稳定且桩长小于6m的情况下，可以使用间接填料法进行填料。在这一过程中，施工人员需要先将振冲器提出孔口，然后进行高度为1.0m左右的填料的填充，并进行振冲器的贯入。而每一次进行振冲器的提拉，施工人员都需要采用手推车进行填料的填充。此外，在桩长较大时，可以使振冲器留在孔口内，然后采用连续填料的方式进行孔口的填充。而在这一过程中，要保证孔中不缺料，并且使用装载机作业，以满足填料速度和数量的要求。

2.1.4加密施工在进行加密施工时，既可以通过填料挤振密实，也可以利用地基土自身振动密实。而在进行桩体加密施工时，可以分别遵循三个标准。首先，在土质场地均匀时，可以进行每延米填入填料的数量的控制，以确保加密的效果。其次，振冲器启动后，随着周围土体约束力的不断增加，设备工作电流也会变大。在施工前，可以先确定振冲器的工作电流，然后在加密过程采用统一电流值，并通过调节填料量施工，以确保地基强度均匀。再者，可以通过控制加密电流、留振时间和加密段长度进行桩体加密质量的控制，并以填料量指标为参考标准。而无论使用哪种标准，都需要从桩底标高开始进行桩体的加密，然后逐段完成整个桩体的加密处理。在加密施工的整个过程中，需要将水压控制在0.1MPa到0.5MPa之间，并进行电流、填料量、时间和水压等参数的记录。

2.2在水利水电工程中应用振冲法需要注意的问题

2.2.1石桩施工问题在水利水电工程中应用振冲法时，想要进行施工质量的控制，就要做好石桩施工的桩长、桩位、桩数和桩体质量的控制。首先，施工人员需要严格根据设计图纸完成放线布桩，并在图纸上做好打桩数的记录，以便及时发现漏桩。其次，施工人员需要根据设计深度进行振冲器导杆刻度的标出，并在接近该深度时降低造孔水压，以免桩底土层遭到破坏。再者，施工人员在布桩的过程中，需要确保造孔中心与定位中心的偏差不超出150mm。而在造桩完成后，需要检查桩顶中心与定位中心的偏差，并确保偏差不超出20mm[4]。此外，在桩体质量的控制方面，需要做好施工水量、施工电流和填料量的控制。在施工完成后，需要对桩体质量进行检测，以确保振冲法的施工质量。

2.2.2返水问题应用振冲法的过程中，一旦遭遇强透水性砂层，就不得不考虑孔口返水少的问题。而为了进行孔口返水量的控制，此时需要加大供水量。但是如果是因为孔内堵塞而导致返水量减少，则需要进行振冲孔的清孔处理，以满振冲施工的返水要求。

2.2.3填料问题在填料施工的过程中，一旦出现填料不畅的情况，就需要对孔口宽窄和是否有堵塞的问题进行分析。如果因为孔口窄小导致填料不畅，需要利用振冲器扩大孔口。而如果填料不畅是因为孔段堵塞引起的，就需要进行清孔处理。同时，如果填料速度过快且填料量过大，将容易出现振冲器导管被填料卡住的问题。此时，需要停料并上下拉动振冲器，以确保填料顺畅。此外，需要注意施工过程的填料总量和孔中填料总量，以做好填料量的控制。

结论：

总而言之，自上世纪30年代出现以来，振冲法得到了快速的发展，已经在水利水电、建筑施工和公路建设等多个领域得到了应用。而了解其在水利水电工程中的施工工艺，并掌握其应用要点，才能够更好的利用该技术完成工程的地基建设。因此，本文对振冲法在水利水电工程中的应用问题展开的探讨，可以为相关工作的开展提供指导。

作者：路文斌 平措卓玛 单位：西藏大学农牧学院水利土木工程学院