淺議南水北調中線漳古段SG3標渠道地基強夯施工技術

【摘 要】南水北調中線干線工程渠段地質條件變化較大，為保證渠道基礎的穩定，在濕陷性黃土地區施工應注意采取特殊的加固措施，減輕或消除其濕陷性。濕陷性黃土路基處理施工有換土法、強夯法、擠密法、預浸法、化學加固法等方法。而上述施工方法中強夯施工施工工期短、受環境影響較少，故被廣泛應用而得到迅速推廣。

【關鍵詞】濕陷性黃土；強夯；夯擊能

1 前言

南水北調中線漳古段SG3標段位于邯鄲市永年縣段，渠道全長17.262km。渠道設計橫斷面為梯形斷面，設計底寬為16～25m，渠底縱坡在1/17000～1/28000之間，設計流量230m3/s，加大流量250m3/s。標段非自重濕陷性黃土需處理長度2400m，分別為樁號66+757～67+257、67+857～69+757，需采用強夯法對濕陷性黃土渠段進行處理。

2 強夯地基處理基本技術要求

2.1 強夯施工前，查明場地范圍內的地下構筑物和各種地下管線的位置及標高等，并采取必要的措施，以免因強夯和重夯施工而造成破壞。

2.2 為避免強夯施工所產生的振動對鄰近建筑物或設備產生有害的影響，應采取挖減振溝的防振措施，現場試驗時對減振溝的減振效果進行檢測。

2.3 強夯施工過程中有專人負責下列監測工作：

2.3.1 開夯前檢查夯錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合設計要求；

2.3.2 在每遍夯擊前，對夯點放線進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發現偏差和漏夯及時糾正；

2.3.3 按設計要求檢查每個夯點的夯擊次數和夯沉量。

2.3.4 施工過程中對各項參數及施工情況進行詳細記錄，以備以后對強夯效果進行評定。

2.4 強夯施工后滿足以下技術要求：

試夯結束后，對強夯從夯擊終止時的夯面起至其下5～8m深度內每隔1.0m取樣進行室內試驗；對重夯從夯擊終止時的夯面起至其下3m深度內每隔1.0m取樣進行室內試驗，測定土的干密度、濕陷系數，并滿足處理深度范圍內土層的濕陷系數小于0.015。

3 施工工藝原理及操作步驟

3.1 施工工藝流程

強夯施工工藝流程如圖3.1-1所示。

圖3.1-1 強夯施工工藝流程圖

3.2 強夯試夯

依據設計提供的SG3標地質報告濕陷性黃土地層的分布厚度、濕陷起始壓力、以及《濕陷性黃土地區建筑規范》（GB 50025- 2004）、《建筑地基處理技術規范》（JGJ79- 2002）等，強夯設計采用3000KN·m夯擊能的處理深度為7～8m，重夯處理深度為3m。

強夯施工現場試驗處理范圍內不小于400m2，以確定具體的強夯設計參數。試驗過程中在強夯前后進行測試，檢測夯實效果，并將強夯夯施工前后數據進行對比，調整后確定正式的強夯參數用于正式施工。

3.3 施工設備及強夯參數

單擊夯擊能3000kN#8226;m，錘重20t，底面直徑2.5m，落距15m，32噸履帶式起重機1臺，50噸履帶式起重機1臺，推土機1臺；采取10擊3遍。第一遍夯點按正方形布置，點距5m，第二遍夯點在正方形之間布置；第三遍滿夯，夯錘落距可降低至4～6m。各遍夯擊間隔3～4周。強夯加固范圍為渠基兩側各5m范圍，加固深度為消除地面下6～8m以內濕陷性黃土。夯擊點布置采用正方形或梅花形網格排列。夯擊遍數按設計文件為2遍。夯點的夯擊次數，按現場試夯得到的夯擊次數和夯沉量關系曲線確定，且同時滿足下列條件：

3.3.1 強夯最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm，重夯最后兩擊的平均夯沉量宜為10～20mm，最終要求消除黃土地層的濕陷。

3.3.2 夯坑周圍地面不發生過大的隆起。

3.3.3 不因夯坑過深發生起錘困難。

夯擊數以使土體豎向壓縮最大而側向位移最小為原則。強夯時以各個夯擊點的夯擊擊數為施工控制數值強夯2遍，最后低能量滿夯1遍。夯擊時每個夯擊點的夯擊擊數都安排專人進行檢查和記錄，確保夯擊擊數，保證強夯質量。

3.4 夯擊遍數間隔時間

各夯擊遍數之間的間隔時間，由試夯確定。正式強夯時首先保證夯擊遍數間隔時間，并做詳細記錄，其次根據實際情況調整施工流水順序，安排合理的流水節拍，使各區段間達到連續夯擊。

3.5 強夯順序

3.5.1 推土機平整場地，清除表層土，進行表面松散土層碾壓，排除地表水；

3.5.2 測量放線，定出控制軸線、強夯場地邊線，釘木樁標出夯點位置。

3.5.3 起重機就位，夯錘置于夯點位置，強夯點位置偏差小于5cm，夯錘保持垂直，傾斜度小于30°；

3.5.4 測量夯前錘頂高程；

3.5.5 將夯錘起吊到預定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后，放下脫鉤，測量錘頂高程，如果因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，及時將坑底整平；

3.5.6 重復步驟5，按初定的夯擊次數及控制標準（強夯最后2擊的平均夯沉量不大于10cm），完成1個夯點的夯擊；

3.5.7 換夯點，重復步驟3至6，完成第一遍全部夯點的夯擊；

3.5.8 用推土機將夯坑填平，并測量場地高程；

3.5.9 按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數，然后用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程；

3.5.10 施工過程中派專人負責下列工作：開夯前檢查夯錘質量和落距，以確保單擊夯擊能量符合設計要求；每一遍夯擊前，對夯點放線進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發現偏差或漏夯應及時糾正；按設計要求檢查各個夯點的夯擊次數和每擊的夯沉量。

4 質量控制與檢驗

正式強夯時應嚴格按試夯所確定的強夯技術參數進行。強夯結束后14～28天，采用靜荷載試驗和標準貫入試驗確定強夯的承載力指標。通過現場原位測試和室內土工試驗等比較分析夯擊前后土的物理力學性質指標的變化，來檢驗強夯加固效果和加固有效深度。

5 結語

經過強夯施工，夯后檢測干密度指標提高，孔隙比減小，地面的沉降量為0.5～0.8cm，效果明顯，強夯后7m的深度范圍內濕陷性黃土濕陷系數0.001～0.014，均小于0.015的界限值，依據《濕陷性黃土地區的建筑規范》（GB50025-2004）有關規定，該土層已不具濕陷性。渠道強夯施工區按試夯參數進行，各遍強夯間隔時間為6～12天，濕陷性消除。

參考文獻：

[1]《水利水電工程地質勘察規范》GE50487-2008版；

[2]《巖土工程勘察規范》GB50021-2001；

[3]《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2002；

[4]《濕陷性黃土地區的建筑規范》GB50025-2004；

[5]《南水北調中線一期工程總干渠河北省邯邢段主體工程施工技術要求》；《南水北調中線漳古段SG3標段工程地質復勘報告》。