新疆某工程壩基強(qiáng)夯施工技術(shù)淺析

吾提庫(kù)爾·胡斯曼

（新疆塔城地區(qū)水利水電勘察設(shè)計(jì)院，新疆 塔城 834700）

對(duì)于大壩工程而言，是否采取壩基強(qiáng)夯處理措施需考慮其工程地質(zhì)特性條件。壩基強(qiáng)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(tài)下才可以進(jìn)行作業(yè)施工。此外，對(duì)于連續(xù)砂層透鏡體壓縮模量小的覆蓋層和無(wú)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(yīng)用中，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使壩基采取強(qiáng)夯措施得到更廣泛更有效的應(yīng)用。

1 工程概況

新疆某工程的壩基處于現(xiàn)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(xiàn)“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(jù)鉆孔巖芯的狀態(tài)、天然密度、波速測(cè)試和超重型動(dòng)探、滲透性，并結(jié)合其沖刷深度，對(duì)覆蓋層的密實(shí)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(tài)，天然密度為2.04 g/cm3～2.20 g/cm3，相對(duì)密度為0.30～0.64，滲透系數(shù)4.0×10-2cm/s～5.36×10-2cm/s，具強(qiáng)透水性；深度 8.0 m～33.0 m，中密～密實(shí)狀態(tài)，天然密度為2.15 g/cm3～2.25 g/cm3，相對(duì)密度一般在 0.60～0.88，滲透系數(shù)(1.84～6.90)×10-2cm/s，具強(qiáng)透水性；33.0 m以下，剪切波速大于1000 m/s，動(dòng)探擊數(shù)大于14擊，密實(shí)狀態(tài)。

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(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地狹小，地下水位高，工期緊等因素，建議對(duì)大壩基礎(chǔ)采取強(qiáng)夯處理方案，減少因開(kāi)挖、分層填筑、碾壓等工序，縮短工期。強(qiáng)夯施工面積約為18594 m2。

2 施工方法

2.1 強(qiáng)夯試驗(yàn)

先進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)，在施工強(qiáng)夯試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)坑探（顆粒分析、干密度、含水量試驗(yàn)），所得參數(shù)作為強(qiáng)夯施工質(zhì)量的控制指標(biāo)。

2.1.1 試夯區(qū)布置

試夯區(qū)布置在心墻下游大壩樁號(hào)0+080～0+120，軸距 30 m～45 m，共劃分為2個(gè)試夯區(qū)，夯距分別為6 m×6 m、7 m×7 m；試夯區(qū)分為三個(gè)夯擊序次，第1序和第2序采用5000 kN·m能級(jí)，30 t夯錘16.7 m落距，點(diǎn)點(diǎn)跳夯；第3序?yàn)闈M夯，采用2500 kN·m能級(jí)，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(diǎn)布置圖

2.1.2 結(jié)果檢測(cè)

試夯結(jié)束后，在靠近心墻側(cè)下挖至設(shè)計(jì)高程，進(jìn)行探坑檢測(cè)：主要測(cè)定試驗(yàn)前后河床覆蓋層干密度、相對(duì)密度、滲透系數(shù)、顆粒分析等。強(qiáng)夯主要檢測(cè)方法是檢測(cè)試夯結(jié)果中的干密度和相對(duì)密度。

作者簡(jiǎn)介：楊瑩，女，漢族，福建廈門(mén)人，廈門(mén)市五緣第二實(shí)驗(yàn)幼兒園，二級(jí)教師，本科學(xué)歷，研究方向：學(xué)前教育。

2.2 強(qiáng)夯施工區(qū)域布置和施工參數(shù)

2.2.1 施工區(qū)域布置

強(qiáng)夯施工區(qū)域分為1區(qū)，范圍為壩軸線上游軸距30.5m～84.04 m；2區(qū)，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(shè)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(gè)。具體布置見(jiàn)圖2。

圖2 強(qiáng)夯施工區(qū)域布置示意圖

2.2.2 施工參數(shù)

1）1序夯點(diǎn)：點(diǎn)夯，能級(jí)采用5000 kN·m，梅花形布置，夯點(diǎn)間距根據(jù)試夯結(jié)果確定，最后兩擊的平均夯沉量不大于100 mm。

2）2序夯點(diǎn)：點(diǎn)夯，能級(jí)采用5000kN·m，夯點(diǎn)布置在第一遍夯點(diǎn)之間，最后兩擊的平均夯沉量不大于100 mm。

3）3序夯點(diǎn)：滿夯，采用2500 kN·m，錘印搭接1/4，每點(diǎn)三擊。

每次夯擊完成之后，施工人員需要將砂礫料進(jìn)行回填，將夯坑填平。在施工作業(yè)過(guò)程中當(dāng)?shù)?遍滿夯夯擊完成之后需要用推土機(jī)推平，且需要使用20 t振動(dòng)碾壓機(jī)械對(duì)其進(jìn)行8遍碾壓。

5）由于基礎(chǔ)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(jìn)行連續(xù)施工。

強(qiáng)夯施工各項(xiàng)參數(shù)的確定，需根據(jù)試夯結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，為施工依據(jù)。

3 施工重點(diǎn)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，強(qiáng)夯施工范圍為距槽孔防滲墻為上、下游30 m以外區(qū)域，且圖中需翻壓施工的區(qū)域總面積為18594 m2。

3.1 強(qiáng)夯點(diǎn)夯

對(duì)于強(qiáng)夯點(diǎn)夯施工，施工人員需要如下幾點(diǎn)：一，對(duì)夯位進(jìn)行放樣，且標(biāo)出夯位輪廓線；二，在夯區(qū)邊30 m處放置水準(zhǔn)儀，為了準(zhǔn)確地、及時(shí)地記錄夯擊點(diǎn)錘頂高程以及地面高程；三，夯機(jī)就位，施工人員穩(wěn)車之后需要調(diào)整臂桿，調(diào)至合適角度；四，提升脫鉤器，標(biāo)定落距，且鎖定脫鉤器鋼絲繩長(zhǎng)度；五，準(zhǔn)備完成后由施工人員對(duì)其進(jìn)行提升夯錘，其脫鉤器打開(kāi)夯錘后自由落下；六，施工人員進(jìn)行測(cè)量錘頂高程，并記錄好相關(guān)的數(shù)據(jù)；七，重復(fù)夯擊步驟，并夯至規(guī)定的夯擊數(shù)；八，施工作業(yè)完成第七步驟之后，需要移機(jī)下一個(gè)夯擊點(diǎn)，直至全部完成整個(gè)1序夯點(diǎn)；九，完成施工夯點(diǎn)之后，施工作業(yè)人員需要對(duì)其夯坑進(jìn)行回填、整平作業(yè)；十，等待1序夯點(diǎn)全部完成之后，施工人員須繼續(xù)2序夯點(diǎn)的施工，施工方法同1序夯點(diǎn)相同。

3.2 滿夯施工

放出滿夯每排基準(zhǔn)線；夯擊準(zhǔn)備就位，鎖定落距；錘印搭接1/4處，并夯完規(guī)定的擊數(shù)；施工完成后需要將夯后場(chǎng)地整平，標(biāo)高其測(cè)量，且做好其相關(guān)記錄。

3.3 夯后碾壓

對(duì)于夯后輾壓作業(yè)，施工作業(yè)人員需要采用20 t或者以上的輾壓機(jī)械對(duì)其進(jìn)行輾壓，其激振力≮330 kN，振動(dòng)頻率≮30 Hz，振動(dòng)碾壓行進(jìn)速度≯3.0 km/h。

3.4 強(qiáng)夯施工工序要點(diǎn)

在施工現(xiàn)場(chǎng)中，控制樁需要施工作業(yè)人員設(shè)立明顯的標(biāo)志，并對(duì)其進(jìn)行有效的保護(hù)，且需要定期進(jìn)行復(fù)核。在處理測(cè)放的夯點(diǎn)位置時(shí)，施工人員需要明確標(biāo)出夯位的中心點(diǎn)，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(mén)架上標(biāo)記處其落距標(biāo)志。施工過(guò)程中，其夯錘點(diǎn)需要保持器暢通，如果遇到堵塞，施工人員需要及時(shí)將其清除，確保其暢通；如發(fā)現(xiàn)錘偏離坑中心，應(yīng)立刻對(duì)其進(jìn)行調(diào)整并對(duì)中；若夯擊之后坑底歪斜較大時(shí)，需要及時(shí)用填料將坑底墊平，然后繼續(xù)夯擊；同時(shí)，施工人員需要著重注意異常現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)地表隆起、夯錘反彈、夯沉量異常等要加強(qiáng)檢測(cè)，如實(shí)記錄，并且要第一時(shí)間內(nèi)及時(shí)向監(jiān)理工程師和業(yè)主進(jìn)行報(bào)告，研究其解決方法。對(duì)于場(chǎng)地沉降量來(lái)說(shuō)，如有要求，需要施工人員對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的測(cè)量，并每遍都要對(duì)其夯前和夯后進(jìn)行測(cè)量，并記錄在案。

4 質(zhì)量保證措施

在工程施工之前，對(duì)施工圖上夯點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，且在施工過(guò)程中需要對(duì)號(hào)進(jìn)行夯擊，其目的主要是防止漏夯。在強(qiáng)夯區(qū)域施工時(shí)，施工人員應(yīng)該依據(jù)夯點(diǎn)布置圖用全站儀、設(shè)計(jì)范圍線及鋼卷尺進(jìn)行放線，并在控制樁引出強(qiáng)夯區(qū)域，同時(shí)，施工人員需要按照施工要求對(duì)其采用白灰畫(huà)出夯點(diǎn)位置，待檢查無(wú)誤后才可以進(jìn)行施工作業(yè)。在進(jìn)行施夯過(guò)程中，其夯錘一定要提高到設(shè)計(jì)規(guī)定的高度，在落錘時(shí)必須要控制好其平衡度，若有夯坑傾斜過(guò)大或錯(cuò)位時(shí)須用沙石將其夯坑填平，然后再進(jìn)行下一步夯擊作業(yè)。在夯擊過(guò)程中，每一次的夯坑夯擊中心距偏差不得＞10 cm，質(zhì)檢員應(yīng)按照《建筑基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的相關(guān)要求，使用隨機(jī)抽樣的方法對(duì)每一遍夯點(diǎn)施工，并要保證項(xiàng)目質(zhì)量，還要對(duì)其出現(xiàn)的偏差進(jìn)行檢驗(yàn)，見(jiàn)表1。

表1 地基強(qiáng)夯處理質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

點(diǎn)夯完成后，應(yīng)測(cè)量場(chǎng)地平均下沉量。

在施工過(guò)程中，借助強(qiáng)夯法產(chǎn)生的振動(dòng)，對(duì)其周圍臨近的設(shè)備和建筑物產(chǎn)生一定影響時(shí)，通過(guò)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，且對(duì)其進(jìn)行防振或者采取隔振溝等措施進(jìn)行防護(hù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)綜合分析，對(duì)于一些河床砂卵石層采用強(qiáng)夯加固法是切實(shí)可行的。結(jié)合某工程壩基礎(chǔ)強(qiáng)夯施工進(jìn)行分析，強(qiáng)夯法不僅可有效地提高壩基強(qiáng)度，還有效的降低了壩基的沉降位移，且強(qiáng)夯施工對(duì)防滲墻體安全不構(gòu)成影響，因此建議將壩基礎(chǔ)處理方案由翻壓改為強(qiáng)夯。

通過(guò)結(jié)合大壩的工程地質(zhì)條件，制定壩基強(qiáng)夯施工技術(shù)。通過(guò)強(qiáng)夯試驗(yàn)確定河床前后覆蓋層的干密度和相對(duì)密度，進(jìn)一步確定施工區(qū)域、施工參數(shù)等，提出在強(qiáng)夯施工過(guò)程中需要重點(diǎn)注意的施工細(xì)節(jié)及工序要點(diǎn)。為了確保施工質(zhì)量，需要防止漏夯，控制強(qiáng)夯區(qū)域，檢查夯點(diǎn)位置，確定夯錘高度等技術(shù)和管理方面的要點(diǎn)，且對(duì)偏差進(jìn)行檢驗(yàn)。壩基強(qiáng)夯施工技術(shù)將在工程實(shí)踐中更加完善。