淺析南水北調安陽段地基加固的幾種施工方法

□李學軍 □馬樹軍（河南省南水北調中線工程建設管理局安陽段建設管理處）

0 引言

南水北調安陽段地處濕陷性黃土地質帶，局部存在沙土液化地質。設計中以強夯、重夯和擠密碎石樁地基處理加固方式為主，部分結構物采用擠密灰土樁、夯實水泥土樁、置換填土等。結合工程施工情況，淺析幾種施工方法優劣。

1 工程概況

南水北調安陽段安陽段總長40.26 km，其中渠道長39.30 km，建筑物長0.96 km，渠線穿越大小河流19條，沿線共布置各類交叉建筑物76座，其中河渠交叉3座，左岸排水16座，渠渠交叉9座，分水口門2座，公路交叉43座，鐵路橋1座，節制閘和退水閘各1座。

2 強夯、重夯地基處理加固

設計目的：消除渠道黃土地基濕陷性、消除沙土液化。

采用范圍：總干渠渠道存在濕陷性黃土、消除沙土液化的大部分地段。

施工方法：①清理并平整施工場地，標出第一遍點位置，并測量場地高程；②起重機就位，夯錘置于夯點位置，測量夯前錘頂高程；③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，放下吊鉤，測量錘頂高程，及時做好現場記錄。若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時將坑底整平；④重復③步驟，按設計規定的夯擊次數及控制標準，完成1個點的夯擊；⑤換夯點，重復步驟②至④，完成第1遍全部夯點的夯擊；⑥用推土機將夯坑填平，并測量場地高程；⑦在第1遍夯擊間隔時間超過7d后，按上述步驟完成第2遍夯擊，第3遍用1000 kN·m滿夯，將場地表層松土夯實，平整并用壓路機壓實，達到基面驗收要求。

工程效果：施工完成14d后，進行鉆孔取樣檢驗。每一孔位置檢測1、2、3、4、5、6、7 m即處理深度范圍內土層的濕陷性系數。結果顯示：其濕陷性系數均小于設計要求的0.02，土質濕陷性、液化性完全消除。

經濟投資：在量化效應下，較多的工程量，分攤的機械設備進出場費，檢測費用等較少。強夯25.24元/m2，重夯15.54元/m2，總工程量超過90萬m2，則相對較低。

社會效益：強夯、重夯施工方法適合于大面積處理濕陷性黃土和沙土液化地基，價格低廉，工程成本最低，影響工程質量的濕陷性、液化性消除徹底，工程效果好。但由于施工中產生沉降，增加填土用量，相應要利用耕地，靠近村莊較近部位，而施工中夯擊地面，產生較大震動，影響房屋安全，易發生擾民事件，也容易引發群眾阻撓工程建設，引發不和諧因素。

3 擠密灰土樁地基處理加固

目的：消除渠道黃土地基濕陷性，提高地基承載力。

采用范圍：張北河導流溝跌水基礎位置因強夯外邊線距離村莊＜50m，影響房屋安全，并遭到村民強烈阻撓施工的地段,屬于設計調整。

施工方法：消解生石灰，按配比拌制灰土燜料，清理基面，平整場地，施工放樣，樁機定位，沉管打孔，孔底夯實，分層回填灰土并夯實，移動機具至下一樁施工；整平場地，測量標高，并及時整理施工記錄。

工程效果：現場檢驗，在非結構物位置擠密灰土樁布設均勻，按1%頻率抽樣鉆孔，樁體密實完整，樁長符合設計要求。樁間土1%頻率抽樣，在孔之間形成心點附近，成孔擠密深度內，土的平均干密度與其最大干密度的比值＞0.88，濕陷性消除；在結構物位置，按要求共選取3處，每處選取4個相鄰樁為一檢測組，符合地基承載力檢測結果均超過設計要求的170kPa。

經濟投資：渠道臨近村莊的局部地段，新增工程量很小，分攤的機械設備進出場費，檢測費用等較多，擠密土樁單價為307.69元/m3，總工程量只有3510m3，則相對較高。

社會效益：單一的震動沉管，較輕的錘擊震動，產生的地面震動輕微，對附近村莊房屋沒有影響，消除了群眾阻撓施工因素，達到了和諧穩定。

4 擠密碎石樁地基處理加固

目的：消除渠道地基沙土液化。

采用范圍：總干渠渠道存在沙土液化地質地段。

施工方法：清理基面，平整場地，施工放樣，樁機定位，沉管打孔，填充碎石，移動機具至下一樁施工；整平場地，測量標高，并及時整理施工記錄。

工程效果：現場檢驗，擠密碎石樁布設均勻，抽樣開挖后外露樁體密實，樁體完整，樁長符合設計要求。樁間土抽樣標準貫入檢測，原狀土和成樁后樁間土標準貫入擊數得到了明顯提高，土質液化性完全消除。

經濟投資：在量化效應下，較多的工程量，分攤的機械設備進出場費，檢測費用等較少。擠密碎石樁單價為186.52元/m3，總工程量達到4.12萬m3，則相對較低。

社會效益：施工過程中因沒有產生水平沉降，故不需要增加填筑土方，沒有占用基本耕地。單一的震動沉管，較小的沖擊功率，產生的地面震動輕微，對附近村莊房屋沒有影響，施工環境和諧穩定。

5 夯實水泥土樁地基處理加固

目的：消除渠道黃土地基濕陷性。

采用范圍：總干渠渠道局部位置因強夯外邊線距離村莊＜50m，影響房屋安全，并遭到村民強烈阻撓施工的地段,屬于設計調整。

施工方法∶清理基面，平整場地，施工放樣，樁機定位，沉管打孔，分層回填素土，移動機具至下一樁施工；整平場地，測量標高，并及時整理施工記錄。

工程效果：現場檢驗，擠密土樁布設均勻，按1%頻率抽樣鉆孔，樁體密實完整，樁長符合設計要求，樁體土平均壓實系數＞0.97。樁間土1%頻率抽樣，在孔之間形成心點附近，成孔擠密深度內，土的平均干密度與其最大干密度的比值＞0.88，濕陷性消除。

經濟投資：渠道臨近村莊的局部地段，新增工程量很小，分攤的機械設備進出場費，檢測費用等較多。擠密土樁單價為237.21元/m3，總工程量只有4004m3,則相對較高。

社會效益：單一的震動沉管，較輕的錘擊震動，產生的地面震動輕微，對附近村莊房屋沒有影響，消除了群眾阻撓施工因素，達到了和諧穩定。

6 置換填土地基處理加固

目的：消除渠道黃土地基濕陷性。

采用范圍：總干渠渠道局部因高空電力線路形成的施工障礙地段。

施工方法：清理基面，施工放樣，用挖掘機配合自卸車一次性開挖至設計處理地面，堆于附近平整場地備用，處理基面，分層回填壓實，并作好施工記錄。

工程效果：分層回填碾壓完成后，按一定比例抽檢，每層處理深度范圍內的壓實度均大于設計的98%，濕陷性系數均小于設計的0.02，土質的濕陷性系完全消除，滿足設計要求。

經濟投資：土方開挖7.88元/m3，土方填筑10.85元/m3，換算到影響的處理面積，達到74.75元/m2，工程投資有所增加。

社會效益：工程施工過程中沉降不明顯，不需要增加填筑土方，沒有占用基本耕地。壓路基震動輕微，對附近村莊房屋沒有影響，施工環境和諧穩定。

7 結語

安陽段在濕陷性黃土、沙土液化地基加固施工中，通過靈活運用不同的技術施工方案，解決了各種突出矛盾，實現濕陷性黃土、沙土液化地基加固目的，達到設計要求的條件。