Page 38 - 2025年第56卷第11期

深厚覆盖层物理力学性质研究手段有待突破。现有勘探手段几乎不可能获取深部土体原状样进行试
验，基于深钻孔开展的孔内试验方法多为经验性，超出现有规程规范，实验成果能否真实反应其原位
地质特性尚存疑。（2）超深厚覆盖层的振冲碎石桩成桩机理试验及数值方法亟需创新。振冲碎石桩成
桩过程涉及振冲器-碎石填料-土体-水的相互作用，传统试验手段无法观察振冲成桩过程，数值仿真
面临土体变形大及多域耦合作用等难题。（3）振冲碎石桩施工智能控制模型亟待改进。为提升高海拔
地区施工功效，智能控制模型不仅需要实时采集施工中振冲设备的运行参数、成桩参数和地层监测等
多源大数据，还需要实时识别地层参数、诊断分析施工数据并进行实时施工决策控制，基于大数据与
机器学习反馈施工的智能控制模型和振冲器工作性态的耦合是未来需要突破的瓶颈。（4）基于知识驱
动的数字孪生质量管控与评价。振冲碎石桩作为隐蔽工程，特别是超深复杂地基的处理，面临大规模
施工功效提高和全生命期质量管控难题；基于知识驱动的数字孪生质量管控更面临复杂环境下施工多
源异构数据实时采集与传输、基于知识驱动的振冲碎石桩数字孪生引擎构建等难题，开展知识驱动的
数字孪生质量管控平台与评价体系研究是未来智能振冲智慧管理发展的重要方向之一。

5 结论

本文总结了振冲碎石桩处理复杂大坝基础案例，其技术参数和效果等对比分析表明，技术发展和
应用需求共同推动了振冲法在深厚覆盖坝基处理中的应用，信息化、智能化是保证施工质量的关键手
段，论文主要结论如下：
（1）通过案例分析，提出了包括明确地层特性、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工作方法，随着信息化、智能化的发展，施工质量控制重心由工后向过程转移，
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基于此，定义了合格留振长度比例 REL 和平均桩径 d i 两项过程质量控制关键指标。
（2）提出了基于桩间距 S p 、间排距比 η 和错位角 θ 的布桩模式表征方法及置换率计算公式，可以统
一规范中的等边三角形、方形及矩形等不同布桩型式。在施工期土体挤密和振密、运行期桩间土排水
固结和消散孔压维度下，等边三角形布桩型式是最优的。
（3）典型案例分析表明，振冲碎石桩在极端工况下具有良好的抗震和抗液化效果；智能振冲是确
保高质量坝基处理等隐蔽工程的必然选择，是解决振冲超欠振问题的有效措施。
我国水电开发将走向高寒高海拔地区，面临 600 m 级超深厚覆盖层千万米级桩长的大规模坝基处
理难题，智能振冲是实现深厚覆盖坝基安全、高效、优质、绿色加固处理的迫切需要，需要从超深厚
覆盖层物理力学性质研究、超深厚覆盖层振冲碎石桩成桩机理、智能化控制模型和基于知识驱动的数
字孪生管控平台等方面开展研究突破，为超深厚覆盖层筑坝长期安全稳定提供科技支撑。

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