淺析強(qiáng)夯地基工程與工程地質(zhì)條件分析及方案設(shè)計
——以烏東德直流工程、昆北換流站工程中三通一平階段為例

文/胡瑞 中國南方電網(wǎng)有限公司超高壓輸電公司昆明局 云南昆明 650000

1、地基處理方案

昆北換流站位于昆明市祿勸縣茂山鎮(zhèn)麗山村，站址場地主要由近南北向?qū)捑彽纳搅杭耙粭l主沖溝組成，總體地勢為北高南低，場地自然高程在1920-1999m之間。站區(qū)采用平坡式豎向布置，場地設(shè)計標(biāo)高為1969.30m，場平后，西南側(cè)500kV交流濾波器場、東南側(cè)直流場及西北側(cè)站用電等部分區(qū)域位于填方區(qū)，圍墻內(nèi)最大填方深度為34.0m。

2、工程地質(zhì)條件分析

2.1 地形地貌

站址地貌屬于侵蝕構(gòu)造地貌之中海拔、中起伏山地地貌，由分水嶺山體及溝谷組成，山體及溝谷主體呈近南北向分布。站址主要由近南北向?qū)捑彽纳搅杭耙粭l主沖溝組成，山梁頂部較平緩、開闊，坡度5-8°，四周下坡側(cè)及近沖溝附近坡度較陡，坡度20-35°，場地東緣及東北緣存在40-50°的陡坡。場地總體地勢為北高南低。場地自然高程在1928-1999m之間，最大高差約70m。溝谷地帶主要為荒地及旱地，山體及斜坡地帶主要為松林及零星開荒地。

2.2 地層巖性以及 巖土工程分析與評價

場地山梁及斜坡上覆第四系殘坡積、崩坡積（Q4el＋dl、Q4dl＋col）粘性土及碎石土；場地溝谷地帶上覆沖洪積（Q4al＋pl）粘性土及粉砂。場地下伏白堊系上統(tǒng)馬頭山組（K2m）泥巖、粉砂巖、砂巖，局部底部夾礫巖。

2.3 地下水

場地地下水類型主要以基巖裂隙水為主，埋藏較深，場地中地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，就近蒸發(fā)或順裂隙向基巖深處排泄，富水性弱。另外，溝谷土層中局部存在上層滯水。

2.4 地震地質(zhì)

根據(jù)《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》GB18306-2015圖A.1，場地地震基本烈度為Ⅶ度。場地溝谷等填方區(qū)及覆蓋層厚度較大地段，建筑場地類別為Ⅱ類，場地基本地震動峰值加速度為0.15g；場平后基巖出露區(qū)域?yàn)檐涃|(zhì)巖石，建筑場地類別為Ⅰ1類，Ⅰ1類場地基本地震動峰值加速度為0.125g。

2.5 站址氣象條件

本工程地區(qū)受旱季干暖偏西氣流，濕季孟加拉灣西南氣流和北部灣東南氣流的影響，年平均降雨量達(dá)951.9mm，尤其是6-9月降水量較大。祿勸氣象站提供的氣象特征表如下。

氣象特征表 表2-2

2.6 不良地質(zhì)作用

根據(jù)勘測地質(zhì)調(diào)查，站址場地內(nèi)及周圍除沖溝發(fā)育外，場地內(nèi)及附近區(qū)域無影響場地穩(wěn)定的滑坡、泥石流、采空區(qū)等重大不良地質(zhì)作用。

3、強(qiáng)夯方案設(shè)計

3.1 夯擊能選用

若采用低能級強(qiáng)夯，勢必造成分層數(shù)增加，延長強(qiáng)夯施工工期，或者夯擊能過小，難以達(dá)到預(yù)期效果；若采用高能級強(qiáng)夯，施工振動和噪音影響較大且影響挖方區(qū)在建構(gòu)筑安全，而且對于飽和粘土來說，高的夯擊能甚至?xí)档屯馏w強(qiáng)度。參考新松換流站、昭通換流站、福州1000kV變電站等相關(guān)工程的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本站地形地貌、填土深度、施工條件等。

3.2 強(qiáng)夯施工參數(shù)

針對本工程具體情況，結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)，暫定本工程強(qiáng)夯施工參數(shù)如下，實(shí)際以試夯檢測報告為準(zhǔn)：

主夯點(diǎn)強(qiáng)夯能級采用中等能級6000kN.m。主夯點(diǎn)單擊夯擊能級6000kN.m，夯點(diǎn)間距6m，正三角形布點(diǎn)，隔行分兩遍完成。停夯收錘標(biāo)準(zhǔn)：最后兩擊平均夯沉量≤100mm；單點(diǎn)夯擊數(shù)≥12擊；

當(dāng)主夯點(diǎn)夯坑深度大于2m時，應(yīng)向夯坑內(nèi)填料至與坑頂齊平，進(jìn)行第三遍主夯點(diǎn)復(fù)夯，能級6000kN.m。停夯收錘標(biāo)準(zhǔn)：最后兩擊平均夯沉量≤100mm，單點(diǎn)夯擊數(shù)≥8擊。

每遍點(diǎn)夯之后，用推土機(jī)將夯坑填平并測量場地高程。兩遍點(diǎn)夯之間，應(yīng)有一定的時間間隔，間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間。當(dāng)缺少實(shí)測資料時，間隔時間不應(yīng)少于2周。

第四遍滿夯，能級2000kN.m。夯印搭接1/4錘徑，每點(diǎn)5擊，逐行分兩遍完成，第一遍3擊，第二遍2擊。夯后應(yīng)準(zhǔn)確測量場地高程。強(qiáng)夯施工參數(shù)如下表所示。

為控制填料最大粒徑尺寸，減小大骨料的架空作用，保證夯擊能有效向深層傳導(dǎo)，施工時填料分層攤鋪時最小亞層厚度為0.4m。每層鋪填厚度達(dá)0.4m時用推土機(jī)趕平，并采用18t振動碾壓機(jī)械碾壓3遍，振動頻率不小于30HZ，激振力不小于260kN，振動碾壓行進(jìn)速度不大于2km/h。

3.3 搭接夯

填方邊坡分層碾壓與強(qiáng)夯區(qū)交界處采用2000kN.m能級搭接強(qiáng)夯，以避免交接面形成軟弱區(qū)，提高填方區(qū)的穩(wěn)定性。

搭接夯采用滿夯施工，能級2000kN.m，夯印搭接1/4錘徑，每點(diǎn)5擊，逐行分兩遍完成，第一遍3擊，第二遍2擊。搭接夯應(yīng)在分層碾壓和強(qiáng)夯完成后一定時間間隔后進(jìn)行。

3.4 排水措施

填土含水量對于填土強(qiáng)夯施工至關(guān)重要。為了確保場地填土不處于飽水狀態(tài)，以控制現(xiàn)場填土夯實(shí)效果，施工填土?xí)r需要采取措施使填土場地的地下水、地表水、填土孔隙水順暢排出。排水措施應(yīng)根據(jù)強(qiáng)夯施工時的現(xiàn)場實(shí)際情況采用地面臨時排水溝道、排水盲溝網(wǎng)等。排水盲溝網(wǎng)可采用土工布包裹碎石，設(shè)置于填筑體底部。

3.5 強(qiáng)夯檢測

未經(jīng)檢驗(yàn)查明以及不符合質(zhì)量要求的壓實(shí)填土，均不得作為建筑工程的地基持力層。因此，強(qiáng)夯填土必須進(jìn)行檢測驗(yàn)收。檢測程序宜分為分層檢測和總體檢測，檢測內(nèi)容包括密實(shí)度檢測、承載能力檢測、抗剪強(qiáng)度檢測、變形性能以及物理性能檢測等。

結(jié)論：

強(qiáng)夯方案應(yīng)當(dāng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性和處理效果。根據(jù)初步確定的強(qiáng)夯參數(shù)，提出強(qiáng)夯試驗(yàn)方案，進(jìn)行現(xiàn)場試夯。強(qiáng)夯試驗(yàn)一般不再進(jìn)行不同夯距、不同夯點(diǎn)布置的比較，根據(jù)開挖過程中所遇到的不同土質(zhì)情況，填料組成比例、夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)、夯擊順序是強(qiáng)夯試驗(yàn)的重點(diǎn)。