新疆某工程壩基強夯施工技術淺析

吾提庫爾·胡斯曼

（新疆塔城地區水利水電勘察設計院，新疆 塔城 834700）

對于大壩工程而言，是否采取壩基強夯處理措施需考慮其工程地質特性條件。壩基強夯處理措施是建立在壩基覆蓋層是否需要挖除的情況下，且覆蓋層處于深層狀態下才可以進行作業施工。此外，對于連續砂層透鏡體壓縮模量小的覆蓋層和無軟弱夾層，考慮其工程量和工期的影響可以不予以挖除。在施工應用中，總結經驗，使壩基采取強夯措施得到更廣泛更有效的應用。

1 工程概況

新疆某工程的壩基處于現代河床及河漫灘，河床高程為1409 m～1424 m，寬為 100 m～160 m，河谷基底呈現“U”型。河床堆積物以砂卵礫石為主，屬于深厚覆蓋層。河床覆蓋層成因單一，以河流相沖積堆積物為主。其厚度由河中心向兩岸變薄，最后厚度為42.5 m。河谷基底微起伏，寬度約為120 m。

根據鉆孔巖芯的狀態、天然密度、波速測試和超重型動探、滲透性，并結合其沖刷深度，對覆蓋層的密實程度綜合劃分：深度0～8.0 m，巖芯多呈散體狀，松散～中密狀態，天然密度為2.04 g/cm3～2.20 g/cm3，相對密度為0.30～0.64，滲透系數4.0×10-2cm/s～5.36×10-2cm/s，具強透水性；深度 8.0 m～33.0 m，中密～密實狀態，天然密度為2.15 g/cm3～2.25 g/cm3，相對密度一般在 0.60～0.88，滲透系數(1.84～6.90)×10-2cm/s，具強透水性；33.0 m以下，剪切波速大于1000 m/s，動探擊數大于14擊，密實狀態。

由于河流沉積的不均勻性，河床覆蓋層局部充填程度差，考慮現場施工場地狹小，地下水位高，工期緊等因素，建議對大壩基礎采取強夯處理方案，減少因開挖、分層填筑、碾壓等工序，縮短工期。強夯施工面積約為18594 m2。

2 施工方法

2.1 強夯試驗

先進行強夯試驗，在施工強夯試驗過程中，通過坑探（顆粒分析、干密度、含水量試驗），所得參數作為強夯施工質量的控制指標。

2.1.1 試夯區布置

試夯區布置在心墻下游大壩樁號0+080～0+120，軸距 30 m～45 m，共劃分為2個試夯區，夯距分別為6 m×6 m、7 m×7 m；試夯區分為三個夯擊序次，第1序和第2序采用5000 kN·m能級，30 t夯錘16.7 m落距，點點跳夯；第3序為滿夯，采用2500 kN·m能級，20 t夯錘12.5 m落距，夯錘印搭接1/4夯錘直徑。如圖1所示：

圖1 夯點布置圖

2.1.2 結果檢測

試夯結束后，在靠近心墻側下挖至設計高程，進行探坑檢測：主要測定試驗前后河床覆蓋層干密度、相對密度、滲透系數、顆粒分析等。強夯主要檢測方法是檢測試夯結果中的干密度和相對密度。

作者簡介：楊瑩，女，漢族，福建廈門人，廈門市五緣第二實驗幼兒園，二級教師，本科學歷，研究方向：學前教育。

2.2 強夯施工區域布置和施工參數

2.2.1 施工區域布置

強夯施工區域分為1區，范圍為壩軸線上游軸距30.5m～84.04 m；2區，范圍為壩軸線下游軸距30.5 m～79.88 m。分別在心墻基座上、下游各設置縱向排水溝（平行于壩軸線）各1條，橫向排水溝（垂直于壩軸線）各3條，以及集水井各3個。具體布置見圖2。

圖2 強夯施工區域布置示意圖

2.2.2 施工參數

1）1序夯點：點夯，能級采用5000 kN·m，梅花形布置，夯點間距根據試夯結果確定，最后兩擊的平均夯沉量不大于100 mm。

2）2序夯點：點夯，能級采用5000kN·m，夯點布置在第一遍夯點之間，最后兩擊的平均夯沉量不大于100 mm。

3）3序夯點：滿夯，采用2500 kN·m，錘印搭接1/4，每點三擊。

每次夯擊完成之后，施工人員需要將砂礫料進行回填，將夯坑填平。在施工作業過程中當第3遍滿夯夯擊完成之后需要用推土機推平，且需要使用20 t振動碾壓機械對其進行8遍碾壓。

5）由于基礎均為砂礫卵石料，透水性良好，且采取合理的降低水位措施，可不考慮超靜孔隙水壓力因素，進行連續施工。

強夯施工各項參數的確定，需根據試夯結果進行調整，為施工依據。

3 施工重點

根據設計要求，強夯施工范圍為距槽孔防滲墻為上、下游30 m以外區域，且圖中需翻壓施工的區域總面積為18594 m2。

3.1 強夯點夯

對于強夯點夯施工，施工人員需要如下幾點：一，對夯位進行放樣，且標出夯位輪廓線；二，在夯區邊30 m處放置水準儀，為了準確地、及時地記錄夯擊點錘頂高程以及地面高程；三，夯機就位，施工人員穩車之后需要調整臂桿，調至合適角度；四，提升脫鉤器，標定落距，且鎖定脫鉤器鋼絲繩長度；五，準備完成后由施工人員對其進行提升夯錘，其脫鉤器打開夯錘后自由落下；六，施工人員進行測量錘頂高程，并記錄好相關的數據；七，重復夯擊步驟，并夯至規定的夯擊數；八，施工作業完成第七步驟之后，需要移機下一個夯擊點，直至全部完成整個1序夯點；九，完成施工夯點之后，施工作業人員需要對其夯坑進行回填、整平作業；十，等待1序夯點全部完成之后，施工人員須繼續2序夯點的施工，施工方法同1序夯點相同。

3.2 滿夯施工

放出滿夯每排基準線；夯擊準備就位，鎖定落距；錘印搭接1/4處，并夯完規定的擊數；施工完成后需要將夯后場地整平，標高其測量，且做好其相關記錄。

3.3 夯后碾壓

對于夯后輾壓作業，施工作業人員需要采用20 t或者以上的輾壓機械對其進行輾壓，其激振力≮330 kN，振動頻率≮30 Hz，振動碾壓行進速度≯3.0 km/h。

3.4 強夯施工工序要點

在施工現場中，控制樁需要施工作業人員設立明顯的標志，并對其進行有效的保護，且需要定期進行復核。在處理測放的夯點位置時，施工人員需要明確標出夯位的中心點，并在夯位上使用白灰粉撒出其輪廓線。確定并鎖定落距后，施工人員需要控制好落距鋼絲繩，且需要在龍門架上標記處其落距標志。施工過程中，其夯錘點需要保持器暢通，如果遇到堵塞，施工人員需要及時將其清除，確保其暢通；如發現錘偏離坑中心，應立刻對其進行調整并對中；若夯擊之后坑底歪斜較大時，需要及時用填料將坑底墊平，然后繼續夯擊；同時，施工人員需要著重注意異常現象的發生，對地表隆起、夯錘反彈、夯沉量異常等要加強檢測，如實記錄，并且要第一時間內及時向監理工程師和業主進行報告，研究其解決方法。對于場地沉降量來說，如有要求，需要施工人員對其進行科學的測量，并每遍都要對其夯前和夯后進行測量，并記錄在案。

4 質量保證措施

在工程施工之前，對施工圖上夯點進行編號，且在施工過程中需要對號進行夯擊，其目的主要是防止漏夯。在強夯區域施工時，施工人員應該依據夯點布置圖用全站儀、設計范圍線及鋼卷尺進行放線，并在控制樁引出強夯區域，同時，施工人員需要按照施工要求對其采用白灰畫出夯點位置，待檢查無誤后才可以進行施工作業。在進行施夯過程中，其夯錘一定要提高到設計規定的高度，在落錘時必須要控制好其平衡度，若有夯坑傾斜過大或錯位時須用沙石將其夯坑填平，然后再進行下一步夯擊作業。在夯擊過程中，每一次的夯坑夯擊中心距偏差不得＞10 cm，質檢員應按照《建筑基礎施工質量驗收規范》的相關要求，使用隨機抽樣的方法對每一遍夯點施工，并要保證項目質量，還要對其出現的偏差進行檢驗，見表1。

表1 地基強夯處理質量檢驗標準

點夯完成后，應測量場地平均下沉量。

在施工過程中，借助強夯法產生的振動，對其周圍臨近的設備和建筑物產生一定影響時，通過設置監測點，且對其進行防振或者采取隔振溝等措施進行防護。

5 結束語

經綜合分析，對于一些河床砂卵石層采用強夯加固法是切實可行的。結合某工程壩基礎強夯施工進行分析，強夯法不僅可有效地提高壩基強度，還有效的降低了壩基的沉降位移，且強夯施工對防滲墻體安全不構成影響，因此建議將壩基礎處理方案由翻壓改為強夯。

通過結合大壩的工程地質條件，制定壩基強夯施工技術。通過強夯試驗確定河床前后覆蓋層的干密度和相對密度，進一步確定施工區域、施工參數等，提出在強夯施工過程中需要重點注意的施工細節及工序要點。為了確保施工質量，需要防止漏夯，控制強夯區域，檢查夯點位置，確定夯錘高度等技術和管理方面的要點，且對偏差進行檢驗。壩基強夯施工技術將在工程實踐中更加完善。