遼河是我國七大江河之一，遼河流域是遼寧省的主要產(chǎn)糧區(qū)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(jì)80年代以來，對遼河干流曾進(jìn)行過全面綜合整治，但隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，防洪標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)急工程。該工程南起沈陽新城子區(qū)石佛寺鄉(xiāng)達(dá)連屯，北至鐵嶺新臺子鎮(zhèn)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(xì)砂和中砂的顆粒級配均勻（不均勻系數(shù)2.0～4.0左右），粒徑較細(xì)（平均粒徑0.12～0.30ｍｍ），屬易液化土類，而且三種砂在天然狀態(tài)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(xì)砂及中砂代表性土樣在天然狀態(tài)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(jìn)行地基砂土的液化可能性判定，得出如下結(jié)論：在未建壩的自然狀況下，粉細(xì)砂及中砂分別為嚴(yán)重液化狀態(tài)和輕度液化狀態(tài)；建壩后，由于壩體對壩基的上覆壓力作用，壩腳處初始剪應(yīng)力比會有所增加，但若以７度地震條件判別壩基范圍內(nèi)埋深10ｍ以內(nèi)粉土及砂土，在近震及遠(yuǎn)震條件下仍存在不同程度的液化。因此，必須進(jìn)行基礎(chǔ)抗液化加固處理。
二、振沖法基礎(chǔ)處理的設(shè)計
本工程的主體為均質(zhì)壩，結(jié)合二期即將修建的石佛寺水庫工程，按二等二級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，為滿足滲透穩(wěn)定和防止砂質(zhì)壩基液化的要求，在壩體褥墊式排水體下設(shè)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(chǔ)處理方式：標(biāo)準(zhǔn)斷面（Ｉ）適用于中粗砂基礎(chǔ)；標(biāo)準(zhǔn)斷面（ＩＩ）適用于粉砂基礎(chǔ)（如圖1、圖2所示）。
三、振沖法基礎(chǔ)處理的施工
1．施工前的準(zhǔn)備工作
（1）現(xiàn)場實驗。為了選擇最優(yōu)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(shè)計提供合理的技術(shù)參數(shù)（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(shè)計院華燕公司于1999年10月27日開始施工現(xiàn)場的實驗工作，經(jīng)過近兩個月的現(xiàn)場打樁實驗并對各項實驗方案進(jìn)行檢測比較，得出結(jié)論并提出建議。
（2）振沖器型號的選定。目前國內(nèi)常用振沖器型號有功率為30ｋＷ和75ｋＷ兩種，根據(jù)現(xiàn)場試驗提供的參數(shù)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(zhǔn)備�？紤]到75ｋＷ振沖器及配套供水每小時15～20ｍ3的水泵及其他設(shè)備的用電量，每臺振沖機組功率不應(yīng)小于110ｋＷ，電壓為380±20Ｖ，根據(jù)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(xiàn)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(zhàn)線長、任務(wù)量大、工期短的特點，采用排打法制樁、連續(xù)填料的施工方式。
（2）制樁工藝。先由吊車將振沖器懸垂對準(zhǔn)樁位，緩慢下放振沖器，開始造孔，待造孔達(dá)設(shè)計深度后，進(jìn)入清孔階段，即反復(fù)提升、下放振沖器直至孔身平順并達(dá)到要求孔徑，最后是制樁階段，即向孔內(nèi)回填碎石料，自下而上逐段成樁直至孔口。
3．施工中的質(zhì)量控制
（1）石料的質(zhì)量控制。一是所有碎石料應(yīng)質(zhì)地堅硬、具有一定的強度、水穩(wěn)定性好、不易風(fēng)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(zhì)量，每1000ｍ3石料要做一次上述各項指標(biāo)的抽樣檢測，并及時將試驗報告上報監(jiān)理中心。
（2）造孔時的質(zhì)量控制。一是振沖器對準(zhǔn)樁位，偏差應(yīng)小于10ｃｍ。二是造孔時各項技術(shù)參數(shù)應(yīng)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(shè)計樁底標(biāo)高允許偏差±20ｃｍ。四是造孔后返出泥漿過稠時，應(yīng)進(jìn)行清孔，直到返出泥水較清為止。
（3）制樁過程的質(zhì)量控制。一是制樁加密段長度≯50ｃｍ，填料量應(yīng)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(biāo)應(yīng)用儀表自動控制。三是加密樁體應(yīng)從孔底開始，自下而上逐段進(jìn)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(zhì)量評定提供依據(jù)，本工程特委托中國冶金建設(shè)集團沈陽勘測研究總院進(jìn)行質(zhì)量跟蹤檢測。按照規(guī)范要求，檢測試驗應(yīng)在振沖樁制作結(jié)束后，待樁體及樁間土超孔隙水壓力基本消散后進(jìn)行。本工程檢測時間定為制樁完畢15天以后進(jìn)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(shù)量為本單元總數(shù)的2％，且不少于3根；樁間土的檢測采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法和原狀土樣的相對緊密度試驗法，檢測點位數(shù)取單元樁體總數(shù)的3％，且不少于4點。
（2）檢測標(biāo)準(zhǔn)。樁體檢測：0～2ｍ深樁體按設(shè)計要求相對緊密度應(yīng)達(dá)到0.55，對應(yīng)動觸錘擊數(shù)≥６擊；2ｍ以下樁體相對緊密度達(dá)到0.7，對應(yīng)動觸錘擊數(shù)應(yīng)≥7擊。樁間土：地面以下2～3ｍ范圍內(nèi)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(yīng)達(dá)到0.7，標(biāo)貫錘擊數(shù)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(dá)到80％，單元工程質(zhì)量等級以樁體和樁間土檢測合格率達(dá)到85％為合格，達(dá)到95％為優(yōu)良。
（3）檢測結(jié)果。單元工程質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良等級的占單元總數(shù)的81.3％，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)的占單元總數(shù)的100％。地基處理后的相對緊密度滿足地震７°設(shè)防抗液化的要求，達(dá)到了設(shè)計所預(yù)期的效果。
5．結(jié)論
采用振沖法對地基進(jìn)行抗液化處理如本工程這樣，范圍之廣、工程量之大在國內(nèi)是少見的。通過3個月的施工及檢測結(jié)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(zhì)土表層與其下粉細(xì)砂、中砂、粗砂相結(jié)合的地質(zhì)構(gòu)造是適應(yīng)的，對粉細(xì)砂基礎(chǔ)進(jìn)行抗液化處理，采用振沖法可以認(rèn)為是首先的最優(yōu)方案。
