浅谈渠道黄土状湿陷性处理强夯施工

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摘 要：在湿陷性黄土渠道施工过程中，选择合理和经济的处理方法，是消除渠道基础湿陷引起附加沉降对工程造成的危害的关键。本文以南水北调中线一期工程辉县段第五施工标为背景，详细论述了渠道黄土状湿陷性处理强夯施工步骤，为同类渠道施工提供了宝贵经验。

关键词：渠道；黄土状湿陷性；处理强夯；施工

1 工程概况

辉县段第五施工标段设计桩号为IV93+280～IV101+230，标段长度为7.95km。根据设计要求本标软弱地基的强夯处理工程包括：湿陷性黄土强夯处理（Ⅳ96+950～Ⅳ97+403.3段与Ⅳ97+762.3～Ⅳ98+500段）面积约9.92万m2。

2 项目地质情况

桩号IV93+280～IV94+450为粘、砂、砾多层结构段，以半挖半填为主，挖方深度一般5～7m。渠底板主要位于黄土状壤土、砂壤土中，局部位于卵石层中；渠坡土岩性主要为砂壤土夹细砂、黄土状土和卵石夹中细砂。卵石和中、细砂层一般呈松散状，渠坡稳定性较差；勘察期间地下水位位于渠底板附近，局部高于渠底板，施工时应采取适当的排水措施，由于地下水具动态变化特征，水位变化受降雨影响较大，建议施工前复核地下水位。建议渠道边坡坡率：黄土状土1：1.50～1：2.00，中细砂1：1.75～1：2.25，卵石1：1.50～1：2.00。渠底板位于强度差异较大的黄土状壤土、砂壤土和卵石层中，存在地基不均匀沉降问题。黄土状壤土、砂壤土、中细砂抗冲刷能力差，中细砂和卵石层一般具中等～强透水性，渠道存在冲刷、渗漏问题，应采取防渗抗冲刷处理措施。

3 技术参数

根据设计图纸及试验结果，第一、二遍夯单点击数10击，夯击能2000kN・M；第三遍单点击数3击，夯击能1000kN・M；各遍夯击施工消散期：7天；夯点布置方式：第一遍夯点为正三角形布置，夯点中心距6.5m；第二遍夯点在第一遍夯点之间布置，夯点中心距3.75m；第三遍为满堂布置，夯印搭接1/3锤印。具体强夯布点图如下：

第一遍空心表示；第二遍实心表示；第三遍为满夯

4 施工前的准备工作

4.1 起重机及夯锤的选择

根据试验确定，起重机采用35t吨履带式（自动脱钩装置），夯锤采用圆形锤，锤直径2.5m，选择夯锤重20t，为铸钢材料，吊环为φ50mm，中心为φ300mm排气孔。

4.2 自动脱钩装置

35t履带式起重机采用自动脱钩装置。拉绳一端固定在锁柄上，另一端穿过转向滑轮固定在臂杆底部横轴上，当夯锤起吊到预定高度时，开钩绳随即拉紧，而脱钩装置开启，夯锤脱钩下落。同时可保证每次夯击落距相同。

4.3 强夯施工前，查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因强夯施工而造成破坏。

4.4 强夯区整平

自卸汽车、装载机配合推土机对强夯区清基深度不小于30cm，将垃圾及腐质土清理出强夯区，以免影响强夯效果。

4.5 夯锤起降高度确定

因进行场设备夯锤质量损耗，现场实际锤重19.5t，根据试验确定的参数，第一、二遍强夯落距10.3m，单点夯击能为2000.8KN・M；第三遍强夯落距5.13m，单点夯击能为1000.35kN・M。

5 强夯施工方案

强夯开始前，严格控制夯点的布置位置，精确放样，并会同监理人复核强夯点位的现场放样成果，经监理人签认后，方可开始强夯。

5.1 强夯施工步骤

（1）清理并平整场地；（2）标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；（3）起重机就位，夯锤置于夯点位置；（4）测量夯前锤顶高程；（5）将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；（6）重复步骤⑸，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；（7）换夯点，重复步骤⑶至⑹，完成第一遍全部夯点的夯击；（8）用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；（9）按照规范要求，夯击遍数时间间隔1周（7天），按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。

5.2 强夯施工过程的监测

5.2.1 强夯过程中设专人负责施工过程中的监测工作。开夯前检查夯锤重和落距，若夯锤使用过久，往往因底面磨损而使重量减轻；落距未达要求的情况，在施工中也常发生。这些都将影响单击夯击能。 在强夯前要逐项检测，保证夯击能达到设计要求。

5.2.2 控制强夯点位偏差小于 15cm，夯锤应保持垂直，其倾斜度不大于30°。

5.2.3 在每遍夯击前，对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯及时纠正。

5.2.4 施工过程中按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。

5.3 强夯结束条件

5.3.1 强夯最后两击的平均夯沉量不大于50mm。

5.3.2 夯坑周围地面不应发生过大的隆起。

5.3.3 不因夯坑过深发生起锤困难。

6 质量检查和验收

在强夯完成以后7～10天，按照施工技术标准及《关于对原材料、中间产品和成品件质量进行检测有通知》豫调建新建【2009】43号要求，委托第三方试验室进行钻孔取样，检查频度为每500～1000m2面积内各夯点之间任选1～2处，自夯击终止时的夯面起至其下5～8m深度内每隔1m取1～2个土样进行室内试验，测定土的湿陷系数（小于0.015）。

7 施工质量技术保证措施

7.1 根据设计图纸对每个夯点进行测量放线，并采用木桩将中心点位置标识出来，放线结束后，夯机就位、垫平主车、复验夯点位置，夯锤就位要准确，中心位移不得大于20cm。

7.2 施工时，起锤要平稳，认真测量和准确记录每一击的夯沉量，如果夯坑底出现较大倾斜或夯坑深度过大造成拔锤困难时，要填平夯坑，重新施夯，以确保施工质量。

7.3 施工中要注意锤击的声音和夯沉量的变化，如有异常，应立即停工，会同有关人员查明情况，并研究处理意见后，再行施工，并做好隐蔽工程记录。

7.4 施工中已满足锤击数要求，但未能满足后一击平均夯沉量的要求时，应增加锤数，直到满足时为止，每个点的锤击数，原则上一次性施夯完毕为宜。

7.5 强夯施工范围，不得小于设计和规范要求范围。

8 强夯施工中的安全、文明施工措施

8.1 履带式起重机、夯锤、自动脱钩装置均确保性能良好，操作机械工均持证上岗。履带式起重机的臂杆端部应设置辅助门架，或采取其它安全措施，防止落锤时机架倾覆。

8.2 在强夯时，用警戒线标明施工区域，设专人指挥，闲散人员及与强夯施工无关的人员不得进入夯击现场40米范围内。

8.3 指挥人员、测量人员、推土机及其操作人员在夯锤下落的瞬间，要在夯击范围40米外的地方躲避。

8.4 强夯施工的夯锤系自动脱钩，现场施工必须高度集中，统一指挥，不得有任何混乱现象，整个现场应由起重指挥员全面负责。

8.5 吊车司机、推土机司机都要集中精力听从起重指挥员的号令，不得盲动，夯锤起吊后，禁止任何人从吊杆下方通过。

8.6 吊车司机应严格遵守安全操作规程。

8.7 夯击场地应视情况适当洒水，以防石、水四溅，尘土飞扬，在吊车操作室挡风玻璃前，应增设一面铅丝防护网。

结束语

实践证明南水北调中线一期工程辉县段第五施工标桩号IV93+280～IV94+450段湿陷性黄土渠道施工过程中采用的强夯施工工艺，施工质量良好，达到了预期的效果。为今后同类地质条件下的渠道施工积累了宝贵的经验。

参考文献

[1]建筑地基基础处理技术规范JGJ79-2002[S].

[2]湿陷性黄土地区建筑规范GB50025-2004[S].