岸堤水库大坝砂壳振冲加固处理

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1、岸堤水库大坝砂壳振冲加固处理一、前言砂壳坝上游坝坡的抗震加固，过去一直延用翻压法进行处理。翻压法工期长、投资大，且需放空库水至加固深度，给土坝的抗震加固带来极大的不便，造成相当大的损失。振冲技术是上世纪70年代引入我国的一项地基处理新技术，上世纪80年代初为了研究振冲技术加固砂壳的可能性，在山东省岸堤水库附近修建了一座试验坝（坝高7.0m），进行振冲技术加固砂壳的研究，取得了初步成果。但能否将振冲技术应用于大坝上游坡、加固效果如何、采用什么样的施工方法和施工工艺等都是悬而未决的问题。为此，结合本次岸堤水库大坝砂壳上游坡的抗震加固，展开了振冲加固上游坝坡的研究，取得了很好的效果。二、工程

2、概况岸堤水库位于山东省蒙阴县境内，大坝座落在沂河支流东汶河与梓河的汇流处，控制流域面积1690km2，总库容7.49×108m3，兴利库容4.51×108m3，是一座以防洪、灌溉为主，结合发电、供水、养殖和旅游开发等综合利用的大（Ⅱ）型水利枢纽工程。大坝于1959年11月动工兴建，1960年4月建成蓄水，现坝顶高程为181.80m（1956年黄海高程系，下同），最大坝高29.80m，大坝全长1665m，南坝段0000到0730为粘土宽心墙砂壳坝（其中0000到0350为细砂坝段，0350到0730为粗砂坝段）；0730到1665为粘土均质坝。根据现场勘察和室内试验，得到坝料的物理力学性

3、质如表1和表2所示，由表2可见该坝的砂壳很松散，相对密度仅为0.26~0.32，地震时极易发生振动滑坡，严重影响工程的安全运行，必须对大坝砂壳进行抗震加固。表1坝料颗粒组成项目粒径（mm）砂类颗粒组成（％）特征粒径与级配指标土的分类＞2020～55～22～0.50.5～0.250.25～0.1＜0.1D60D50D10CuCc中砂//0.69.065.022.33.10.290.260.161.701.40SP粗砂/7.322.047.814.95.82.21.591.020.285.700.90SP含砾粗砂11.227.319.028.68.33.02.64.752.950.3513

4、.80.90GP表2坝料物理力学性质土类容重（g/cm3）含水量（％）流限（％）塑限（％）塑性指数渗透系数（cm/s）相对密度抗剪强度干湿饱和C（MPa）（ψ0）粉质粘土（心墙）1.591.972.0123.73721161.3×10-5/0.0220.9细砂（砂壳）1.431.531.897.31///2.17×10-30.32027.5粗砂（砂壳）1.441.541.906.80///1.5×10-20.26029.0细砂（坝基）1.481.591.92////2.6×10-30.44029.5粗砂（坝基）1.54/1.96////7.0×10-20.47034.6三、振冲加固设计

5、为增强坝体的抗震稳定性，经计算分析确定：大坝168.0m高程以下进行抛石压重，高程168.0m以上进行振冲加固。1、加固标准：相对密度Dr≥0.752、加固范围：0000~0730坝段，高程168.0m~178.0m，加固深度8.0m。3、振冲桩距：振冲桩呈梅花型布置，经施工性试验确定顺坝轴线方向桩距2.0m，垂直坝轴线方向排距1.73m，振冲动力为75k以下三排桩采用30KPa，并开启上补水口，控制水压不大于0.5MPa，启动振冲器，待水流、水压、电流、电压及振冲器运转正常后，开始贯入造孔，贯入速度控制在1--2m/min。5）振冲器贯入到距设计孔底高程0.3m左右时，将下喷水口压力

6、降到0.5MPa以下，同时增大上补水口流量，充分满足孔内饱和用水和孔口返水的需要。必要时还可以从孔口用胶管补充灌水。孔口返水不宜太大，以防填料流失。6）填料振密，由下而上逐段提升逐段加密，使填料、振挤循环进行，每次提升0.2--0.3m。在振冲孔口四周均匀填料，使之塞满振冲器四周，防止振冲器偏移。施工性试验确定细砂坝段填料量不少于1.2m3/m，粗砂坝段填料量不少于1.0m3/m。7）留振时间，以留振时间来控制质量，细砂坝段总留振时间不少于80s，粗砂坝段不少于50s，下部留振时间比上部适当延长，以利填料下沉和充分液化。8）遇砂壳内有硬夹层或粘土层时，振冲器应上下往复振冲、填料，保证质

7、量均匀；遇块石阻碍，可留振几分钟，将块石挤开。3、完成主要工程指标完成设计振冲桩6887根，进尺51314.3m，回填砂料6.43×104m3，投资473.87万元，完成工日1.51万个。六、加固效果用标准贯入法检测振冲加固后的大坝砂壳相对密度是否达到设计要求（即Dr≥0.75）。每300根振冲孔为一检测组，每检测组包括三个测试孔，即桩身、二桩间、三桩间三个测点，每测点钻孔深度达到设计要求。经检测细砂坝段振冲孔底高程全达到设计要求，检测14组4