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水 利 学 报

2025 年 11 月 SHUILI XUEBAO 第 56 卷 第 11 期

文章编号：0559-9350（2025）11-1420-12

复杂坝基振冲碎石桩处理方法研究及典型案例分析

林 鹏 1，2 ，陈道想 ，张志伟 1，3，4 ，李子昌 ，李 果 ，彭文明 6
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1
（1. 清华大学 水利水电工程系，北京 100084；2. 清华四川能源互联网研究院，四川 成都 610213；
3. 雅江清洁能源科学技术研究（北京）有限公司，北京 100089；4. 西藏自治区水风光储能源技术创新中心，
四川 成都 610072；5. 中国华能集团有限公司，北京 100031；
6. 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072）

摘要：在西南高海拔地区大江大河上筑坝，常面临深厚软弱土层覆盖坝基处理难题，振冲碎石桩处理坝基通常是
首选方法。本文依托国内外复杂坝基振冲碎石桩处理成功案例，提出了明确地层特性、优选设计参数、选定装备
工艺、控制过程质量、评价工后质量的振冲碎石桩处理定量设计、分析和质量控制等方法，从间排距的本质特征
给出了置换率统一计算方法，论证了等边三角形布桩型式在施工期土体挤密和振密，以及运行期桩间土排水固结
和消散孔压等维度下的最优性。剖析了 2 个典型工程案例的处理效果和适应性：（1）铜钟坝基振冲碎石桩处理后，
抗震、抗液化效果明显，经受住了汶川地震极端工况；（2）硬梁包坝基处理工程采用了智能振冲方法，碎石桩穿
过上部卵砾石层处理下部软弱层，坝基桩间土剪切波速提高约 15% ~ 20%，处理区抗液化安全系数提高 1.8 ~ 2.0
倍。研究成果可为高海拔地区复杂水工建筑物超深覆盖基础的处理设计和智能建造提供参考。
关键词：水电工程；振冲碎石桩；智能振冲；振冲处理方法；超深覆盖地基
中图分类号：TV223 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20240482

1 研究背景

河流覆盖层是经过各种地质作用覆盖在河床基岩之上的松散堆积体或沉积物的总称。我国西南地
区各河流普遍分布有较厚覆盖层。深厚覆盖层具有埋深大、组成多样、结构复杂、物理力学性质不均
［1］
等特征 ，常会带来地基承载力不足、变形及变形不均匀、地基渗流量大、地基液化及抗滑稳定性弱
等突出问题。如何有效处理超深厚覆盖层地基，已成为高海拔地区大型水电工程高质量安全开发必须
面对的挑战 ［1-2］ 。
针对不同深度和土层类型的覆盖层引起的工程地质问题，可采用不同的工程措施进行处理：如，
采用混凝土防渗墙或帷幕灌浆进行地基防渗处理；利用碎石桩、地下连续墙、固结灌浆、沉井等提升
地基承载力及减少地基沉降和不均匀沉降；利用压重、碎石桩和高压喷射注浆等进行砂土防液化处理
等 ［1，3］ 。在上述处理方式中，振冲碎石桩具有适用范围广、施工简单、效率高和成本低的优势，适合
大面积软弱地基处理，小面积软弱地基补强处理及大面积、大埋深液化土处理。因此，开展振冲碎石
桩处理方法和典型成功处理案例分析研究，对高海拔地区超深厚覆盖层安全、优质、绿色筑坝具有重

要意义。
振冲法（Vibroflotation）包括振冲挤密法和振冲碎石桩法两种工艺。其中，振冲挤密法利用振冲器

收稿日期：2024-07-30；网络首发日期：2025-11-14
网络首发地址：https：/link.cnki.net/urlid/11.1882.TV.20251114.1100.002
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基金项目：国家重点研发计划项目（2024YFF1700905）；西藏自治区科技项目（XZ202401ZY0078）；华能集团科技项目（HNKJ21-
H35）；雅江清洁能源科学技术研究（北京）有限公司科技项目（KY2025/D014）
作者简介：林鹏（1972—），教授，主要从事水工结构、智能建造及岩石力学与工程研究。E-mail： celinpe@tsinghua.edu.cn

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