沙漠無(wú)雨地區(qū)水墜沉砂地基處理施工工藝

趙洪魁

摘 要：本工藝從現(xiàn)場(chǎng)施工出發(fā)，比較詳細(xì)的介紹了安哥拉納米貝項(xiàng)目水墜沉砂地基處理施工工藝流程，總結(jié)了水墜砂工藝施工控制要點(diǎn)，為沙漠地區(qū)房建地基處理工程提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：最大干密度；最優(yōu)含水量；試驗(yàn)段；擊實(shí)試驗(yàn)

1 工程簡(jiǎn)介

納米貝工程項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱(chēng)本工程）屬安哥拉十萬(wàn)套R(shí)ED住房項(xiàng)目建設(shè)計(jì)劃的其中之一，本工程位于安哥拉納米貝省，分為PRAIA AZUL普萊亞和CINCO DE ABRIL阿卜利奧兩個(gè)地塊，建筑面積42萬(wàn)平方米，包括社會(huì)住房，供水，供電，道路等基礎(chǔ)設(shè)施和學(xué)校、商業(yè)配套等社會(huì)設(shè)施。

依據(jù)本工程詳勘報(bào)告，納米貝地區(qū)常年干旱少雨的氣候條件，植被覆蓋率低，擬建場(chǎng)地地基土主要由細(xì)砂、中砂、圓礫及泥灰?guī)r組成，各地基土層分布基本連續(xù)，在豎直方向上細(xì)砂層自上而下密實(shí)度逐漸增加，呈稍密～中密狀態(tài)，可作為天然基礎(chǔ)持力層，如細(xì)砂層承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求，可考慮采用水墜沉砂法進(jìn)行處理。

2 主要機(jī)具準(zhǔn)備

2.1 機(jī)械

挖掘機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車(chē)、壓路機(jī)、水車(chē)。

2.2 施工工具

水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、施工線、鐵锨、小推車(chē)、電夯。

2.3 試驗(yàn)工具

環(huán)刀、烘烤箱、天平、臺(tái)秤、標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀。

3 現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)準(zhǔn)備條件

3.1 現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)，分區(qū)塊確定最大干密度和最優(yōu)含水量

施工前，現(xiàn)場(chǎng)分區(qū)塊取土樣，確定最大干容重和最優(yōu)含水量。為減少粒徑差異性對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，每個(gè)區(qū)塊取土樣兩份，分別測(cè)定，對(duì)于粒徑≤20mm的土，采用輕型擊實(shí)試驗(yàn)；粒徑≥20mm且≤40mm的土，采用重型擊實(shí)試驗(yàn)確定。

3.2 土方調(diào)配

結(jié)合土方工程施工圖，計(jì)算各區(qū)塊挖、填方量，綜合考慮土方運(yùn)距最短，運(yùn)程合理和合理施工程序等，做好土方平衡調(diào)配，減少重復(fù)挖運(yùn)。

3.3 清理表層土

開(kāi)挖前，清除表層平均300mm厚的砂土，運(yùn)至規(guī)劃地點(diǎn)有組織堆放，合理適時(shí)地均勻填于公園、戶(hù)內(nèi)庭院綠化及其它綠化用地處。

對(duì)于符合回填要求的表層砂土，基坑兩側(cè)留足回填用砂，其余運(yùn)出場(chǎng)區(qū)，集中堆放。不同類(lèi)型砂土材料不得混雜堆放。

3.4 試驗(yàn)段

選擇最大干密度差異比較大的區(qū)塊，進(jìn)行試驗(yàn)段測(cè)試，通過(guò)試驗(yàn)確定鋪土厚度、碾壓遍數(shù)、含水量的區(qū)間范圍，指導(dǎo)后續(xù)施工。

3.5 準(zhǔn)備好水源

施工場(chǎng)地?zé)o市政水可用，且取水點(diǎn)較遠(yuǎn)（相距約3公里），為保證水墜砂施工過(guò)程中水量充足，安排東風(fēng)20噸水車(chē)9輛，華威10噸水車(chē)3輛，不間斷拉運(yùn)淡水，以滿足工程需要。

4 工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 基底處理工藝流程

機(jī)械開(kāi)挖 → 驗(yàn)槽 → 基底清理→ 灑水碾壓 → 基底檢測(cè) → 下步工序施工。

4.1.1 機(jī)械開(kāi)挖

定位放線，確定開(kāi)挖范圍，周邊超出基礎(chǔ)邊線2.5m，灑白灰線，按白灰線開(kāi)挖基坑，從一端或兩端逐漸向前開(kāi)挖，至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高20厘米時(shí)，由人工配合平整至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高。

4.1.2 驗(yàn)槽

由工程部、監(jiān)控辦、施工單位共同驗(yàn)槽， 確認(rèn)基坑的位置、平面尺寸、坑底標(biāo)高及基底土質(zhì)。

4.1.3 基底清理、灑水碾壓、檢測(cè)

人工清除基底雜物，均勻?yàn)⑺?，待基底無(wú)明水，可采用LSD218H壓路機(jī)（18噸）碾壓，靜壓2至3遍，進(jìn)行環(huán)刀取樣檢測(cè)，待地基壓實(shí)系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)文件要求，就可進(jìn)行下一步工序。否則，增加碾壓遍數(shù)，直到取樣檢測(cè)合格。

4.2 水墜回填工藝流程

測(cè)量放線 → 拉運(yùn)土方分層回填 → 裝載機(jī)攤土粗平 → 分格澆水 →壓路機(jī)碾壓 → 邊角砂土處理 → 質(zhì)量檢測(cè) → 下步工序施工。

4.2.1 測(cè)量放線

為提高壓路機(jī)使用效率，本工程中地基處理采用劃分區(qū)段進(jìn)行，區(qū)段范圍長(zhǎng)度為60米，寬度為12米。在地基兩側(cè)邊線超出基礎(chǔ)邊線1.5m，每20m定一鋼筋樁，用來(lái)控制每層回填砂土厚度。鋼筋樁采用Φ16鋼筋，長(zhǎng)度為2米左右，上面間隔 30厘米涂刷紅漆，用水準(zhǔn)儀校正基底標(biāo)高，在樁上纏繞黃色膠帶，以示標(biāo)記，樁上插紅色三角測(cè)量旗幟。

4.2.2 虛鋪厚度

本工程分層回填砂土?xí)r，底面鋪設(shè)在同一標(biāo)高上，回填砂土中不得含垃圾和雜物，通過(guò)試驗(yàn)段確定，每層的回填厚度控制在25至30厘米。

4.2.3 每層運(yùn)土數(shù)量控制

施工前，根據(jù)每層的虛鋪厚度和鋪土面積，計(jì)算每層砂土計(jì)劃所需砂土方量，確定車(chē)數(shù)和卸車(chē)間距。每層上土前，在鋼筋樁上做好標(biāo)記，按照標(biāo)記控制虛鋪厚度。

4.2.4 墊層底標(biāo)高控制

每層回填砂土前，對(duì)鋼筋樁上標(biāo)高進(jìn)行檢測(cè)，隨時(shí)糾正標(biāo)高偏差，控制每層砂土的平整度。

4.2.5 整平和澆水濕潤(rùn)

為了便于虛鋪厚度的控制，整平采取邊上土邊整平的方式，采用裝載機(jī)進(jìn)行粗平。

粗平完成后，依鋼筋樁虛鋪厚度標(biāo)示，拉線找平，對(duì)虛鋪砂層設(shè)人工找平點(diǎn)，5米一個(gè)，采用陪砂土標(biāo)高墩的方法，呈梅花狀布置，表面平整度誤差不超過(guò)5厘米。

粗平后，分格設(shè)圍堰澆水，分格宜為5m*5m，圍堰高度不低于 30 厘米，寬度也不小于 30 厘米，所設(shè)圍堰上下層應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，上下層水墜錯(cuò)開(kāi)寬度應(yīng)不小于 2米。

儲(chǔ)水：圍堰設(shè)置好后開(kāi)始放水，放水必須連續(xù)進(jìn)行，放水時(shí)水流流速應(yīng)稍大，砂基頂面上的水深應(yīng)不小于 20厘米。待水儲(chǔ)滿整個(gè)分格，目測(cè)水面下沉緩慢，不再有細(xì)微氣泡冒出時(shí)，即可停止給分格進(jìn)水，每分格約5立方水。

4.2.6 壓路機(jī)碾壓

當(dāng)分格內(nèi)砂土層不見(jiàn)明水，悶水（分散水分）約1至1.5小時(shí)后，開(kāi)始檢測(cè)含水率，每半小時(shí)測(cè)一次，比對(duì)各區(qū)塊最優(yōu)含水率，待其略高于最優(yōu)含水率時(shí)（約3%），方可以開(kāi)始組織碾壓。

本工程采用LSD218H壓路機(jī)碾壓，碾壓原則：先輕后重、先穩(wěn)后振、先慢后快、輪跡重疊，碾壓行駛速度最大不的超過(guò) 2km /小時(shí) 。

碾壓時(shí)，先經(jīng)過(guò)1至2遍靜壓后，再進(jìn)行打振動(dòng)碾壓，采用高頻低振方式，壓實(shí)遍數(shù)保證在6至8遍，有時(shí)輪痕較明顯，采用單鋼輪壓路機(jī)靜壓2遍，便于消除輪痕，保證表層碾壓密實(shí)。

碾壓時(shí)，宜采用縱向進(jìn)退式進(jìn)行，直線段由兩邊逐漸壓向中間；碾輪每次重疊寬度約40厘米至50厘米，避免漏壓。運(yùn)行中碾輪邊距填方邊緣應(yīng)大于50厘米，以防發(fā)生溜坡倒角。

前后相鄰兩區(qū)段（碾壓區(qū)段與前后區(qū)段）縱向重疊 1.5m至2m，達(dá)到無(wú)漏壓、無(wú)死角，碾壓均勻，區(qū)段間橫向接縫在碾壓時(shí)，使用的是光輪壓路機(jī)，這樣避免在接縫處轉(zhuǎn)向。

碾壓一層完成后，采用人工或裝載機(jī)將表面拉毛，防止砂層過(guò)快失去水分，當(dāng)砂層表面太干時(shí)，應(yīng)灑水濕潤(rùn)后才能回填，以保證上、下層結(jié)合良好。

4.2.7 邊角、邊坡邊緣部位處理

對(duì)于壓路機(jī)無(wú)法碾壓的邊角，施工中可適當(dāng)灑水后，采用打夯機(jī)夯實(shí)，首遍各夯位靠緊，如有間隙，則控制在15厘米以下，次遍夯位應(yīng)壓在首遍夯位的縫隙上，必須防止漏夯，每層夯實(shí)后應(yīng)取樣檢測(cè)其壓實(shí)度。

4.2.8 檢測(cè)

碾壓完畢（現(xiàn)場(chǎng)控制中，一般以壓至輪子下沉量，不超過(guò)1厘米至2厘米為度），采用環(huán)刀檢測(cè)法，立即做密實(shí)度試驗(yàn)，下層水墜經(jīng)檢測(cè)合格后，即進(jìn)行上層砂土的攤鋪工作。如試驗(yàn)不合格時(shí)應(yīng)加遍碾壓。檢測(cè)合格，滿足設(shè)計(jì)要求后，可進(jìn)行下層施工。

依照此循環(huán)進(jìn)行逐層水墜，直至達(dá)到墊層設(shè)計(jì)標(biāo)高以上5厘米處。

5 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

5.1 主控項(xiàng)目

5.1.1 機(jī)械開(kāi)挖至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高20厘米時(shí)，由人工配合平整至設(shè)計(jì)基底標(biāo)高，嚴(yán)禁使用機(jī)械超挖。

5.1.2 基坑開(kāi)挖完成后，必須經(jīng)過(guò)相關(guān)人員驗(yàn)槽，確認(rèn)無(wú)誤后才可進(jìn)行基底碾壓。

5.1.3 水墜沉砂分層虛鋪厚度嚴(yán)格控制在30厘米以下。

5.1.4 控制各砂土層在最優(yōu)含水率下碾壓。

5.2 一般項(xiàng)目

5.2.1 壓路機(jī)碾壓方法，先靜壓，后振動(dòng)碾壓。

5.2.2 邊角、邊緣部位密實(shí)。

6 施工中需要注意的質(zhì)量問(wèn)題

（1）挖機(jī)挖土自上而下進(jìn)行，不得掏挖或超挖。（2）分區(qū)塊取砂土土樣，做擊實(shí)試驗(yàn)，一定要具有代表性。（3）分格內(nèi)無(wú)明水后，不間斷的進(jìn)行環(huán)刀取樣測(cè)試含水率，保證砂層在最優(yōu)含水率下碾壓密實(shí)。（4）采用壓路機(jī)過(guò)度碾壓反而造成粉砂土表面松散，壓實(shí)度下降，時(shí)刻檢測(cè)砂層碾壓下沉值。（5）通常提高頻率和振幅可以提高壓實(shí)力，改善壓實(shí)效果，但是頻率和振幅過(guò)高反而會(huì)降低壓實(shí)效果，其原因是振動(dòng)輪在過(guò)大的振動(dòng)強(qiáng)度作用下脫離了地面，使表層受到不規(guī)則沖擊和過(guò)度碾壓，密實(shí)度降低。（6）碾壓速度不能過(guò)快，如果壓實(shí)速度過(guò)快，壓路機(jī)在一定長(zhǎng)度的振動(dòng)壓實(shí)次數(shù)太少，在砂層表面表層會(huì)形成波紋。（7）在碾壓過(guò)程中合理調(diào)節(jié)壓路機(jī)振幅，避免砂層密實(shí)，鋼輪起跳，損壞設(shè)備。（8）碾壓時(shí)，若壓實(shí)遍數(shù)超過(guò)10遍，應(yīng)考慮減少砂土鋪土厚度。

7 施工效果總結(jié)

7.1 本工程施工水墜砂面積709500平方米，回填用砂量約340560立方米，取樣控制點(diǎn)18962個(gè)，初步檢測(cè)合格點(diǎn)15374個(gè)，經(jīng)二次整改合格點(diǎn)1794個(gè)，合格率100%，在同一條件下，H3、H4戶(hù)型靜載試驗(yàn)地基承載力達(dá)到140Mpa，完全滿足設(shè)計(jì)要求。

7.2 由于采用原土砂回填，避免了傳統(tǒng)中粗砂，大幅降低了成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，為在沙漠或類(lèi)似地質(zhì)條件下的地基處理，積累了大量實(shí)例經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50202-2002）.

[2] 土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GBT 50123-1999）.

[3] RED納米貝-4000項(xiàng)目施工圖紙，2012.

[4] RED納米貝-4000項(xiàng)目勘察報(bào)告，2012.

[5] 建筑施工手冊(cè)（第四版）縮印本[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.