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振动，结合高压水或辅以高压空气将松散地基土层振密，适用于无黏性土；振冲碎石桩法是在地基土
层中成孔再回填性质良好的碎石，经振密形成碎石桩，与桩间土形成复合地基。振冲过程是先破坏土
体，后加强土体复合承载的过程，总结振冲法发展历程如图 1 所示。自德国 S. Steuerman 在 1936 年提
出了用振动辅以压力水加密砂土的概念 ［4-5］ 以来，得益于设备简单、功效高等优点，振冲法在德国广
泛应用于砂地基处理。1950—1960 年代，德国和英国相继把振冲法推广应用于黏性土，开创了“振冲
碎石桩”新工艺。1968 年，振冲碎石桩在日本经过了十胜冲 7.7 级地震的检验，成为地基抗震处理研
究热点。1976 年，我国第一台振冲器（ECQ-I 型）研制成功，并成功应用于官厅水库下游砂土坝基处
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理 ，解决了表层 4 m 厚砂层地震液化难题 。此后，振冲法在水利水电、火电厂、港口交通以及石
油化工等行业软土地基处理中得到广泛应用，包括人工填土、淤泥、黏性土、湿陷性土及松散砂卵石
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地基等 。

图 1 振冲法发展、坝基处理进展与应用

案例分析法在科学研究中得到广泛应用：一是基于归纳推理原理，通过典型案例分析得到抽象
的、普遍性的理论；二是使用具体案例来验证理论的正确性 。本文采用案例分析法研究振冲碎石桩
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在坝基处理中的应用及发展概要，提出振冲碎石桩定量设计、分析和质量控制方法；通过分析铜钟水
电站振冲抗震和硬梁包水电站智能振冲的成功实践，总结未来高海拔地区超深厚覆盖层坝基振冲碎石
桩面临的挑战与突破方向，为我国重大基础设施建设提供科学基础。

2 振冲法发展概要

振冲法提出以来，特别是近十多年来，随着国家基础建设持续推进，广泛应用于各建设领域，并
在加固理论创新、特征参数选择、智能装备制造、工艺工法革新等方面取得了较好的成效。
2.1 主要特征参数 表 1 总结了我国水电工程振冲法成功应用案例。振冲碎石桩从小桩径、小桩距、
小深度、小数量演化到大桩径、大桩距、大深度、大数量；振冲器功率也经历了 30、75 到 200 kW 的快
速发展；应用范围从初始的附属建筑物扩展到了主体建筑 物 ； 碎 石 桩 也 从 临 时 构 筑 物 变 成 了 永 久 构
筑物。
2.2 工艺发展特征 我国水电行业最早应用的是无填料振冲工艺，随后开展了振冲碎石桩工艺实
践。振冲碎石桩处理坝基技术的发展和攻关，就是解决穿过上部卵砾石层处理软弱下卧层的问题，
如铜街子水电站 ［10］ 左岸深槽下卧粉细砂上覆有 5 ~ 15 m 厚漂卵石层（粒径大于 20 cm 的颗粒占比高
达 14.6%），开挖后剩余厚度 6 ~ 8 m，试验表明 75 kW 振冲器基本可穿过该漂卵石层，但是由于地
层地质条件离散性较大，部分区域振冲器无法造孔，后经论证放弃了相关区域碎石桩施工。为解
决漂卵石层等粗粒土层难以穿透难题，“引孔振冲”工艺得到了发展，推动了振冲技术在水电行业
的 应 用 。 2009 年 ， 阴 坪 水 电 站 首 部 枢 纽 坝 基 处 理 工 程 ［11］ ， 完 成 振 冲 碎 石 桩 83.3 km， 平 均 深 度
达 到 30 m。 该 坝 基 表 层 有 3 ~ 9 m 含孤漂砂卵砾石层，最大孤石直径 3 m，且孤漂石含量高，其下
卧砂层厚度大于 20 m，在 8 级烈度地 震 条 件 下 可 能 液 化 。 对 比 多 种 基 础 处 理 工 艺 技 术 、 经 济 指 标

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