□唐建立 □王樹奎（河南省水利勘測有限公司）

一、概述

南水北調(diào)中線工程是從水量豐沛的長江流域向缺水的華北平原輸水，是緩解河南、河北和京津地區(qū)水資源危機(jī)的特大型跨流域調(diào)水工程。其河南省新鄉(xiāng)施工段某標(biāo)段內(nèi)分布很多濕陷性黃土狀土，巖性主要為第四系上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)沖洪積及坡洪積成因的次生黃土。因此，濕陷性黃土狀土的處理對該標(biāo)段工程進(jìn)度及安全顯得尤為重要。

二、黃土狀土的特性

區(qū)內(nèi)黃土狀土的微觀孔隙類型與土的形成時(shí)代、成因類型的關(guān)系表現(xiàn)為：全新統(tǒng)黃土狀土骨架單元多為開放式或次開放式架空結(jié)構(gòu)，連接疏松，土中架空空隙較發(fā)育；晚更新統(tǒng)黃土狀土碎屑顆粒和粘土聚集體形成的骨架結(jié)構(gòu)致密程度不一，大部分結(jié)構(gòu)較疏松，存在粒間架空孔隙，潛在弱～中等濕陷性。它的這種特性，會(huì)使渠岸及結(jié)構(gòu)物大幅度沉降、折裂、傾斜，嚴(yán)重影響其安全和使用。

三、強(qiáng)夯法在黃土狀土的應(yīng)用

強(qiáng)夯法又稱動(dòng)力壓實(shí)法或稱動(dòng)力固結(jié)法，該法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。由于設(shè)備簡單，原理直觀，適用廣泛，特別是對非飽和土加固效果顯著。這種方法加固地基速度快，效果好，投資省，是當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)簡便的地基加固方法之一。

四、黃土狀土的強(qiáng)夯試驗(yàn)及分析

應(yīng)用強(qiáng)夯處理黃土狀土應(yīng)考慮濕陷性黃土處于哪一種類別以及場地等因素，因?yàn)閺?qiáng)夯的夯擊能量，夯點(diǎn)布置，夯擊深度，單點(diǎn)夯擊次數(shù)和遍數(shù)等因場地而異。目前強(qiáng)夯法尚無成熟的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，主要的施工參數(shù)如有效加固深度、夯擊能、單點(diǎn)夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)、夯擊點(diǎn)布置和處理范圍等根據(jù)規(guī)范或工程經(jīng)驗(yàn)初步選定，其中有些參數(shù)應(yīng)通過試夯或試驗(yàn)性施工進(jìn)行驗(yàn)證，并經(jīng)必要的修正最終確定。

（一）試驗(yàn)區(qū)的選擇

根據(jù)場地的復(fù)雜程度、土質(zhì)的均勻性、地下水位和場區(qū)的類別等綜合確定試驗(yàn)區(qū)。現(xiàn)依據(jù)南水北調(diào)中線新鄉(xiāng)施工段某標(biāo)段實(shí)際情況，將強(qiáng)夯試驗(yàn)區(qū)確定為：試驗(yàn)Ⅰ區(qū)為左岸IV115+390～I(xiàn)V115+476.5，試驗(yàn)Ⅱ區(qū)為右岸IV115+407.2～I(xiàn)V115+490；在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)地層情況為：上部6.0m一般為黃土狀重粉質(zhì)壤土，局部稍深，可達(dá)6.5m，天然含水量15.3%～26.1%，天然干密度平均值1.56g/cm3；濕陷系數(shù)多為0.015～0.043，具輕微～中等濕陷性，為非自重濕陷性黃土，場地地基濕陷等級為I級（輕微）；黃土狀土下部為重粉質(zhì)壤土，部分為粉質(zhì)粘土，為含水層，具微～弱透水性，賦水條件較差，對上部黃土狀重粉質(zhì)壤土影響較小。

（二）主要施工參數(shù)的選擇

強(qiáng)夯法主要是根據(jù)工程要求的加固深度和加固后要求達(dá)到的主要技術(shù)參數(shù)來確定有效的加固深度。黃土狀土地基的加固主要是消除濕陷性，在有效加固深度內(nèi)，土的濕陷性系數(shù)均應(yīng)小于0.015。所以有效加固深度是選擇強(qiáng)夯施工采用的夯擊能的主要依據(jù)。根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）的規(guī)定和渠段的地質(zhì)情況，本次夯點(diǎn)按正三角形布置，采用夯擊能2000kN·m，錘重18.4t，落距10.9m（第一、二遍夯）；夯擊能1000kN·m，錘重10t，落距10m(第三遍滿夯)；夯擊次數(shù)分別為10擊（第一、二遍夯）和3擊(第三遍滿夯)，處理深度6m，對于試驗(yàn)Ⅰ區(qū)消散期定為2周、試驗(yàn)Ⅱ區(qū)消散期定為3周的施工參數(shù)。

單點(diǎn)夯擊次數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)一般以最后兩擊平均夯沉量不超過50mm、夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起、不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。在試驗(yàn)區(qū)工作完成后，對試驗(yàn)區(qū)所有夯點(diǎn)的夯沉量數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合統(tǒng)計(jì)，分別計(jì)算出每區(qū)每遍的每擊夯沉量平均值，并以此繪制出試驗(yàn)Ⅰ區(qū)和試驗(yàn)Ⅱ區(qū)的夯擊次數(shù)與累計(jì)夯沉量關(guān)系曲線。

圖1 試驗(yàn)Ⅰ區(qū)夯擊次數(shù)與累計(jì)夯沉量關(guān)系曲線圖

圖2 試驗(yàn)Ⅱ區(qū)夯擊次數(shù)與累計(jì)夯沉量關(guān)系曲線圖

（三）強(qiáng)夯試驗(yàn)結(jié)果分析

在強(qiáng)夯施工前后，對試驗(yàn)Ⅰ區(qū)和試驗(yàn)Ⅱ區(qū)的原狀土及夯后地基進(jìn)行取樣，每區(qū)夯前夯后各取三組，進(jìn)行干密度、含水率及濕陷性系數(shù)等項(xiàng)目檢測。并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了綜合統(tǒng)計(jì)，以下是試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，干密度、濕陷系數(shù)對比表，見表1、表2。

表1 試驗(yàn)Ⅰ區(qū)強(qiáng)夯前后干密度、濕陷性系數(shù)對照表

表2 試驗(yàn)Ⅱ區(qū)強(qiáng)夯前后干密度、濕陷性系數(shù)對照表

經(jīng)過強(qiáng)夯前后干密度、濕陷性系數(shù)對比、分析，強(qiáng)夯后干密度均大于強(qiáng)夯前干密度，且濕陷性系數(shù)均滿足小于0.015的規(guī)范要求，由此可知試驗(yàn)Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)均能滿足地基處理深度6m的要求。

五、結(jié)語

由上可知，試驗(yàn)Ⅰ區(qū)、試驗(yàn)Ⅱ區(qū)試驗(yàn)結(jié)果均符規(guī)范和相關(guān)規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，但試驗(yàn)Ⅰ區(qū)消散期較短，考慮到施工進(jìn)度需要，在同樣滿足施工要求前提下，選擇消散期較短的試驗(yàn)參數(shù)。因此該標(biāo)段后續(xù)黃土狀土強(qiáng)夯施工處理中，建議施工采用單點(diǎn)夯擊能2000kN·m、錘重18.4t，落距10.9m（第一、二遍夯）；夯擊能1000kN·m，錘重10t，落距10m(第三遍滿夯)；夯擊次數(shù)分別為10擊（第一、二遍夯）和3擊(第三遍滿夯)，消散期2周作為強(qiáng)夯施工指導(dǎo)參數(shù)。