南水北調(diào)中線工程濕陷性黃土段渠道基礎(chǔ)強(qiáng)夯處理措施

王文杰

（河北省南水北調(diào)工程建設(shè)管理局，050021,石家莊）

一、濕陷性黃土段地質(zhì)特征

南水北調(diào)中線一期工程總干渠漳河北至古運(yùn)河南段屬于濕陷性黃土段，渠道基礎(chǔ)需強(qiáng)夯加固，共2.4 km，工程量約為23.8萬(wàn)m3。

地下水水位均位于渠底以下，地下水對(duì)工程基本無(wú)影響。填土地基為黃土狀壤土，局部具輕微—中等濕陷性，需采用強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理。其下為壤土、黏土及礫砂，承載力較高，局部為弱膨脹壤土，對(duì)施工和渠道運(yùn)行影響不大。

二、強(qiáng)夯法施工工藝

強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、雜填土等地基，也可用于防止粉土和粉砂的液化，消除或降低大孔土體濕陷等級(jí)。

強(qiáng)夯法因加固速度快、效果好、投資省，是當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單的地基加固方法，故成為該段的首選施工方案。

1.施工準(zhǔn)備

場(chǎng)地平整，清除表層土，進(jìn)行表面松散土層碾壓。修筑機(jī)械設(shè)備進(jìn)出道路，排除地表水，施工區(qū)周邊作排水溝以確保場(chǎng)地排水通暢，防止積水。測(cè)量放線，定出控制軸線、強(qiáng)夯場(chǎng)地邊線，釘木樁標(biāo)出夯點(diǎn)位置，并在不受強(qiáng)夯影響地點(diǎn)設(shè)置若干個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)。查明強(qiáng)夯場(chǎng)地范圍內(nèi)地下構(gòu)造物和管線的位置及標(biāo)高，采取保護(hù)措施，防止因強(qiáng)夯施工造成損壞。若鄰近有建筑物，先在靠建筑物一側(cè)挖減振溝或采取其他減振措施。

2.施工工藝

①渠道強(qiáng)夯夯擊能為3000kN·m，處理深度為7～8 m，根據(jù)試夯后檢測(cè)夯實(shí)效果，并將試夯前后數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，黃土狀壤土濕陷性消除，即按試夯參數(shù)進(jìn)行正式施工。

②強(qiáng)夯加固范圍：依據(jù)設(shè)計(jì)提供的濕陷性黃土結(jié)構(gòu)圖，加固深度為消除地面下7～8 m以內(nèi)濕陷性黃土。

③夯擊遍數(shù)與擊數(shù)：夯擊擊數(shù)為每點(diǎn)7～10擊，強(qiáng)夯點(diǎn)夯2遍，最后低能量滿夯1遍。具體施工時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)夯試驗(yàn)得到的夯擊擊數(shù)與夯沉量關(guān)系曲線確定，同時(shí)還要滿足最后兩擊的夯沉量不大于50 mm、夯坑周?chē)孛鏌o(wú)過(guò)大隆起以及不因夯坑過(guò)深而起錘困難三個(gè)條件。具體夯擊數(shù)以使土體豎向壓縮最大而側(cè)向位移最小為原則。

④夯擊遍數(shù)間隔時(shí)間:各夯擊遍數(shù)之間的間隔時(shí)間為6～12 d。正式強(qiáng)夯時(shí)首先保證夯擊遍數(shù)、間隔時(shí)間并作詳細(xì)記錄，其次可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整施工流水順序，安排合理的流水節(jié)拍，力爭(zhēng)使各區(qū)段間達(dá)到連續(xù)夯擊。

三、質(zhì)量控制

正式強(qiáng)夯時(shí)按試夯所確定的強(qiáng)夯技術(shù)參數(shù)進(jìn)行。施工控制標(biāo)準(zhǔn)以各個(gè)夯擊點(diǎn)的夯擊數(shù)為準(zhǔn)，同時(shí)保證最后兩擊夯沉量差值不大于50 mm。施工時(shí)保證落距大小和夯擊擊數(shù)，保證夯擊遍數(shù)和各遍之間的間隔時(shí)間，認(rèn)真施工，逐個(gè)檢查，仔細(xì)復(fù)核各個(gè)技術(shù)參數(shù)，確保無(wú)誤并作詳細(xì)記錄。夯擊時(shí)確保落錘平穩(wěn)、夯位準(zhǔn)確，若錯(cuò)位或坑底傾斜過(guò)大，用筑堤土將坑底整平再夯。

每夯擊一點(diǎn)，記錄夯擊擊數(shù)；每夯擊一遍，測(cè)量場(chǎng)地平均夯沉量，并作詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)記錄。一遍夯擊完后，檢查復(fù)核有無(wú)漏夯的夯擊點(diǎn)以便及時(shí)補(bǔ)夯。每一遍夯擊之后，用推土機(jī)將擊坑填平，以備下一次夯擊。兩遍夯擊完成后，再以低能量滿夯一遍，錘印搭接1/3夯痕以加固被振松的表層土。每次夯擊后，采用環(huán)刀法檢測(cè)夯擊后兩小時(shí)夯坑下的土體含水量及3～5天的含水量，與最優(yōu)含水量進(jìn)行對(duì)比。依據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB 50025—2004），檢測(cè)含水量處于或略低于最優(yōu)含水量時(shí)，孔隙內(nèi)一般不出現(xiàn)自由水，可以據(jù)此確定每遍夯擊的間隔時(shí)間。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況及試驗(yàn)參數(shù)，每遍夯擊的間隔時(shí)間確定為6～12天。強(qiáng)夯法施工中的常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施見(jiàn)表1。

表1 強(qiáng)夯法施工中的常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施

四、質(zhì)量檢驗(yàn)及加固效果檢測(cè)

強(qiáng)夯結(jié)束后14～28天挖探坑分層檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目有：土的含水量、密度、比重、飽和度、孔隙比、液限、塑限、塑性指數(shù)、濕陷系數(shù)、壓縮模量、顆粒組成百分比。在夯實(shí)范圍每500～1 000 m2面積內(nèi)各夯點(diǎn)之間任選1～2處，自夯擊終止時(shí)的夯面起至其下5～8 m深度內(nèi)，每隔1 m取1～2個(gè)土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，測(cè)定土的濕陷系數(shù)。質(zhì)量檢驗(yàn)還包括檢查強(qiáng)夯施工中的各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)和施工記錄，凡不符合設(shè)計(jì)要求的均采取補(bǔ)夯或其他有效措施，以確保施工質(zhì)量。

強(qiáng)夯完畢后采用靜載試驗(yàn)，壓板面積為1 m×1 m，檢驗(yàn)加固效果。觀測(cè)累計(jì)沉降量小于設(shè)計(jì)值時(shí)，承載力和沉降量即滿足設(shè)計(jì)要求。

五、結(jié) 論

現(xiàn)場(chǎng)施工和檢測(cè)分析表明，強(qiáng)夯加固地基方法作用明顯，效果良好，達(dá)到了預(yù)期目的。在南水北調(diào)工程濕陷性黃土段采用強(qiáng)夯法加固地基切實(shí)可行且十分有效。在施工過(guò)程中應(yīng)注意嚴(yán)格按照強(qiáng)夯法的技術(shù)要求操作，嚴(yán)格控制施工工藝，采取質(zhì)量控制措施、質(zhì)量檢驗(yàn)方法以及安全保障措施，確保取得良好效果。

［1］中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn).濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].2004.

［2］王成華.強(qiáng)夯地基加固深度估算的等效擬靜力法[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，1991.