Page 36 - 2025年第56卷第11期

示。REL 取决于施工过程对留振时间的控制，严格判断留振时间是否达到施工标准以确保桩体密实度
满足设计要求，REL 越大，桩体也越均匀。
{ D i - 1 - D i ， T i ≥ T s
L i = 0， T i < T s （7）
n
1
REL = ∑ L i （8）
D p i = 2

ˉ
d i = 4αV i （9）
D 1 - D i
式中：REL 为合格留振长度比例； D p 为桩深；T i 为第 i 次留振的留振时间；D i 为第 i 次留振的位置，以
地面为 0，竖直向下为正；T s 为留振时间下限；L s 为加密段长度上限；d i 为 D i 处平均桩径；α 为碎石密
ˉ
实系数。

工后质量检测可以从桩体、桩间土和复合地基三个方面进行。桩体检测手段包括动力触探测试验
和单桩荷载试验。桩体检测用于评估碎石桩变形模量（E p ）、承载力（f pk ）和抗剪强度（c p ， φ p ）是否满足
设计需求，若不满足则需通过优化施工参数、改变布桩模式等措施进行调整。桩间土检测常采用标准
贯入试验，近年来流行的孔压静力触探（Cone Penetration Test，CPTu）为桩间土提供了渗流特性的原位
检测方法 ［45］ ，桩间土检测用于评估振冲施工过程对桩间土承载力（f sk ）的影响，反馈设计参数选取准
确性，优化振冲设计。复合地基检测可以采用复合地基堆载试验、跨孔波速检测等手段，来判断复
合地基承载力（f spk ）和变形模量（E sp ）是否满足坝基-坝体整体安全稳定需求，是最直观的工后检测
结果。

4 典型案例分析

在表 1 总结的代表性工程基础上，选择铜钟水电站和硬梁包水电站 2 个典型案例，进一步分析振
冲法处理坝基的适应性和效果。铜钟水电站经历了汶川 5·12 大地震检验，验证了振冲碎石桩处理大坝
基础的抗震、抗液化能力；硬梁包水电站开启了智能振冲研究先河，为我国高海拔地区超深厚覆盖层
地基智能处理的可行性提供了借鉴。
4.1 铜钟水电站振冲碎石桩处理 铜钟水电站位于四川省阿坝州茂县境内岷江上，电站为低闸引水式
电站，由首部枢纽、引水系统、厂区枢纽三部分组成，总装机容量 51 MW。地勘资料揭示，整个厂区
置于崩坡积块碎石土上，其结构相对松散且不均匀、局部架空、渗透性较强、厚度变化较大，承载能
力和抗变形能力均不满足要求。下部埋藏有粉质黏土，标贯击数只有 2 ~ 8 击，在Ⅷ度地震下会液化。
对主、副厂房基础进行了振冲处理，共经过两期振冲处理。一期完成后，经鉴定地基强度未满足设
计要求。二期振冲处理后厂房基础内碎石桩呈等边三角形布置，桩间距 1.6、2.5 m。基坑挖除其上
部 漂 砾 石 层 ， 处 理 对 象 为 粉 细 砂 层 ， 施 工 平 台 在 设 计 基 底 上 1.8 ~ 2.2 m， 桩 长 18 ~ 22 m， 采 用
75 kW（电动）和 150 kW（液压）振冲器。分析布桩模式和施工装备可知，该工程布桩模式对应 d s 分别
约为 0.92 和 1.44 m，均远小于所采用振冲器 2 ~ 2.5 m 的影响范围，对土体的挤密效果良好。同时，考
虑 1.0 和 1.1 m 的桩径，复合地基处软黏土最大排水通道距离分别为 0.42 和 0.89 m，超静孔隙水压力
具备良好的消散条件。
2008 年四川省汶川县发生了里氏 8.0 级的地震，该地震对铜钟水电站的影响烈度为Ⅷ—Ⅸ度，远
高于其设防烈度。地震后，铜钟水电站机组停运，库水很快漫顶，后经抢险开启泄洪闸门，避免了溃
坝风险 ［46-47］ 。铜钟水电站厂房与地连墙及基岩是刚性连接，地震对厂房影响不大，同时振冲碎石桩处
理发挥了消除液化、提高地基强度及降低不均匀沉降的效果。振冲复合地基和地连墙结构共同作用使
得铜钟水电站免受地震损伤，监测数据和震后调研表明，厂房最大竖向沉降 1.28 mm；作为对比，未
经加固的厂区下游地坪沉降了 3 ~ 9 cm。

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