Page 14 - 2023年第54卷第12期

６５８．５～７００．６ｋＰａ，平均值为 ６８９．８ｋＰａ，满足设计要求。无损检测方面，瑞利波检测结果表明振冲前
后波速提高约 ２２％。地基监测方面，首次建立了以振冲器为激振源的振动监测技术方法及装备系统，
通过对振动信号、采集、降噪和特征提取，能够有效、可靠地获取振冲施工留振参数，结果表明施工
记录数据与振动监测结果较为吻合，如图 １１所示。

６ 结论

本文通过对智能振冲控制方法、技术的系统研究，揭示了成桩机理，实现了振冲设备在运行中的
主要力学参数实时采集，有效控制振冲碎石桩制桩过程，通过质量管理平台能够监控成桩过程，实时
在线评判施工质量，主要结论如下：
（１）揭示了振冲碎石桩机石土三域作用和底中顶三区平衡的成桩机理，建立了包括扩孔 － 空腔 － 填
充－ 密实的精细成桩模型，提出了 “底部少量多次，中部防漏振，顶部防塌孔” 的施工控制要点，从
机理层面为振冲碎石桩智能施工控制提供支撑。
（ ２）提出了全面感知、真实分析、实时控制、持续优化的智能振冲控制模型和方法，智能振冲控
制模型（ ｉＶＣＭ），包括三区、七阶段、五参数 Ｉ － Ｔ － Ｑ － Ｄ － ｔ、正常和异常一体化处理；振冲方法包含施
工数据全面采集、施工状态真实分析、施工过程智能控制、施工参数持续优化、施工质量在线管理的
特征，为智能振冲分析和控制系统、装备研发，全过程智能施工提供了理论基础。
（ ３）采用 “云－ 边－ 端” 架构，系统性收集与融合振冲施工数据，建立了系统化振冲数据处理与算
法流程，研发了振冲工艺过程控制成套设备，实现了精准计量、交互上料、图像识别的填料系统，手
自一体、安全保证、高精控制的升降控制系统，和双模控制、限流降频的电气控制系统。构建了基于
过程大数据的质量评价体系并实现了在线质量验评。
成果在硬梁包水电站得到了成功的应用，优化了振冲施工，规范了振冲施工规程，保证了施工工
期。成果可供高海拔地区水电、铁路、港口、机场等工程的基础处理借鉴和参考。

参 考 文 献：

［ １］ 樊启祥，林鹏，魏鹏程，等．高海拔地区 水 电 工 程 智 能 建 造 挑 战 与 对 策 ［Ｊ］．水 利 学 报，２０２１，５２（１２）：
１４０４ － １４１７．
［ ２］ 马洪琪，李伟起，迟福东．能源革命推动西南地区共享发展战略研究［Ｊ］．中国工程科学，２０２１，２３（１）：
８６ － ９１．
［ ３］ ＢＡＵＭＡＮＮＶ， ＢＡＵＥＲ Ｇ Ｅ Ａ．Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｏｎ ｖａｒｉｏｕｓｓｏｉｌｓｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｂｙｔｈｅＶｉｂｒｏ －
ＣｏｍｐａｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ ［Ｊ］．ＣａｎａｄｉａｎＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌ，１９７４，１１（４）：５０９ － ５３０．
［ ４］ 施履祥．振冲法在砂土地基中的应用和发展［Ｊ］．建筑施工，１９８５（２）：２５ － ３４．
［ ５］ ＭＩＴＣＨＥＬＬＪ．Ｓｏｉｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ － ｓｔａｔｅ － ｏｆ － ｔｈｅ － ａｒｔ［Ｃ］??Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ１０ｔｈｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎｓｏｉｌｍｅ
ｃｈａｎｉｃｓａｎｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｒｏｔｔｅｒｄａｍ：Ｂａｌｋｅｍａ，１９８２．
［ ６］ ＫＯＬＹＭＢＡＳＤ．Ａｎｏｕｔｌｉｎｅｏｆｈｙｐｏｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ［Ｊ］．ＡｒｃｈｉｖｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ，１９９１，６１（３）：１４３ － １５１．
［ ７］ 楼晓明，于志强，徐士龙．振冲法的现状综述［Ｊ］．土木工程与管理学报，２０１２，２９（３）：６１ － ６６．
［ ８］ ＭＣＣＡＢＥＢＡ，ＮＩＭＭＯＮＳＧＪ，ＥＧＡＮＤ．Ａｒｅｖｉｅｗｏｆｆｉｅｌｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｔｏｎｅｃｏｌｕｍｎｓｉｎｓｏｆｔｓｏｉｌｓ［Ｊ］．Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓ － ＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ，２００９，１６２（６）：３２３ － ３３４．
［ ９］ 于洪治，张志伟，王文鹏，等．水利水电工程施工技术全书：第 １卷第 ５册［Ｍ］．北京：中国水利水电出
版社，２０１９．
［１０］ 秦志光，袁晓铭，牛!，等．深水海洋环境下砂土换填地基振冲加固应用研究［Ｊ］．岩土工程学报，２０２０，
４２（１０）：１９４０ － １９４６．
［１１］ 王盛源．振冲法加固松软地基［Ｊ］．岩土工程学报，１９８６（５）：３９ － ４９．
［１２］ ＣＨＡＮＧＰＷ，ＣＨＡＥＹ Ｓ．Ａ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃｓｔｕｄｙｏｆｅｆｆｅｃｔｏｆｖｉｂｒｏｆｌｏｔａｔｉｏｎｏｎｇｒａｎｕｌａｒｓｏｉｌｓ［Ｊ］．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｉｎ
ＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９８７，４２：１３７ － １５１．

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