張福泉

（中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021）

1 工程概況

南水北調(diào)中線干線工程漳河北至古運(yùn)河南段，以冀豫交界處的漳河北為起點(diǎn)，到達(dá)石家莊市區(qū)的古運(yùn)河南，全長238 km。該標(biāo)段為其中的永年縣段，位于河北省永年縣，為永年縣段設(shè)計(jì)單元。樁號為 61+168～79+360(其中 76+607～77+537為河渡槽段，另外單獨(dú)成標(biāo))，全長17.262 km，共布置左排建筑物11個。

該段總干渠位于太行山東麓與華北平原的接壤地帶，渠段通過平原、崗地、丘陵地貌單元，以平原和丘陵為主。地層成因上為沖洪積、湖積交替帶。地下水埋藏深度一般在地表8 m以下。

1）樁號 66+850～68+000 段，上部為 Q33黃土狀壤土，厚度2.0～4.7 m，分布于地表，底面高程75.1～84.4 m，其下Q1粘土、壤土，夾粉砂透鏡體，揭露厚度13.3 m。

2）樁號 68+000～69+700 段，上部為 Q33黃土狀壤土，厚度8.3～16.8 m，分布于地表，底面高程67.4～74.1 m，即自地表至渠底以下5 m均為黃土狀壤土。

3）樁號 69+700～70+347 段，為 Q33黃土狀壤土，厚度 3.8～9.5 m，底面高程 81.6～85.5 m，其下為Q1礫砂，厚度2.0～4.5 m。Q33黃土狀壤土濕陷系數(shù)δs=0～0.094，局部具輕微～中等濕陷性。

設(shè)計(jì)方案對渠道及建筑物地基中的濕陷性黃土進(jìn)行強(qiáng)夯處理，設(shè)計(jì)參數(shù)初選為：

1）渠道地基處理深度6～7 m，點(diǎn)夯夯擊能3000 kN·m，點(diǎn)夯2遍，夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)按現(xiàn)場試夯得到的夯擊擊數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，并應(yīng)滿足最后兩擊的夯沉量不大于200 mm，夯坑周圍不發(fā)生過大隆起。低能量夯擊1遍，要求處理后的地基消除濕陷性。

2）建筑物地基基礎(chǔ)以下處理深度4.5～8 m，點(diǎn)夯夯擊能4000 kN·m，點(diǎn)夯3遍，低能量滿夯2遍。要求處理后的地基消除濕陷性，而且地基承載力不低于200 kPa，壓縮模量不低于18 MPa。

該文僅以渠道強(qiáng)夯為例進(jìn)行簡述。

2 強(qiáng)夯試驗(yàn)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，為保證強(qiáng)夯施工質(zhì)量，并合理選擇夯錘重量、落距等參數(shù)，施工中分：進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)（由于試驗(yàn)區(qū)在渠道內(nèi)，因此該試驗(yàn)與生產(chǎn)相結(jié)合，也為生產(chǎn)性試驗(yàn)）；進(jìn)行強(qiáng)夯施工。

1）選擇了4個試驗(yàn)區(qū)，即渠道樁號68+786-68+876區(qū)間為A試驗(yàn)區(qū)；渠道樁號69+366-69+466區(qū)間分別為B試驗(yàn)區(qū)（渠道右側(cè)）和C試驗(yàn)區(qū)（渠道左側(cè)）；渠道樁號69+667-69+757區(qū)間為D試驗(yàn)區(qū)。以上各試驗(yàn)區(qū)的詳細(xì)位置及面積結(jié)合現(xiàn)場情況確定，試夯區(qū)面積不小于400 m2。

2）夯前檢測。夯前檢測室內(nèi)土工試驗(yàn)指標(biāo)：天然含水量、天然密度、比重、飽和度、天然孔隙比、液限、塑限、塑性指數(shù)、壓縮系數(shù)、壓縮模量、抗剪強(qiáng)度、濕陷系數(shù)、滲透系數(shù)、顆粒組成百分比。

3）施工機(jī)械及配套設(shè)備。32 t履帶式起重機(jī)1臺，50 t履帶式起重機(jī)3臺，推土機(jī)1臺，夯錘若干。夯錘參數(shù)如表1所示。

4）試夯方案。

a）A試驗(yàn)區(qū)。夯擊能3000 kN·m點(diǎn)夯，選用3號錘錘重18.6 t，落距不少于16.2 m，主夯點(diǎn)間距4.7 m×4.7 m，正方形布置，單點(diǎn)擊數(shù)7～10擊。再進(jìn)行下一個點(diǎn)依此類推完成主夯點(diǎn)施工。然后推平夯坑，待間隔規(guī)定時(shí)間后，進(jìn)行次夯施工。次夯點(diǎn)布置在主夯點(diǎn)正方形中間。以同樣的方式和施工參數(shù)完成次夯點(diǎn)的施工。推平夯坑后用夯擊能1000 kN·m滿夯，滿夯選用2號錘錘重14 t，落距不少于7.2 m，壓1/3夯錘的滿夯一遍，該試驗(yàn)區(qū)完成。

表1 試夯夯錘參數(shù)

b）B試驗(yàn)區(qū)。夯擊能3000 kN·m點(diǎn)夯，選用4號錘錘重19.5 t，落距不少于15.4 m，主次夯點(diǎn)間距4.6 m×4.6 m，正方形布置。滿夯選用1號錘錘重10 t，落距不少于10 m，其他參數(shù)和工藝過程同A試驗(yàn)區(qū)。

c）C試驗(yàn)區(qū)。夯擊能3000 kN·m點(diǎn)夯，選用5號錘錘重22 t，落距不少于13.7 m，主次夯點(diǎn)間距5 m×5 m，正方形布置。滿夯選用2號錘錘重10 t，落距不少于10 m，其他參數(shù)和工藝過程同A試驗(yàn)區(qū)。

d）D試驗(yàn)區(qū)。夯擊能3000 kN·m點(diǎn)夯，選用6號錘錘重21 t，落距不少于14.3 m，主次夯點(diǎn)間距5 m×5 m，正方形布置。滿夯選用2號錘錘重14 t，落距不少于7.2 m，其他參數(shù)和工藝過程同A試驗(yàn)區(qū)。

5）現(xiàn)場試夯。于7月25日—8月13日進(jìn)行了現(xiàn)場強(qiáng)夯試驗(yàn)，試夯過程中，為確保試夯質(zhì)量，夯點(diǎn)結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)采用了規(guī)范的要求：即最后兩次夯擊夯沉量不大于50 mm。

6）夯后檢測。強(qiáng)夯現(xiàn)場試驗(yàn)完成后，于9月15日—25日，對強(qiáng)夯區(qū)分層取樣檢測，檢測結(jié)果表明，強(qiáng)夯后7 m的深度范圍內(nèi)濕陷性黃土濕陷系數(shù)0.001～0.014，均小于0.015的界限值，依據(jù)GB50025-2004《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，該土層已不具有濕陷性。因此，試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期目的。

3 強(qiáng)夯施工

根據(jù)試驗(yàn)，強(qiáng)夯施工選用的技術(shù)參數(shù)，見表2。

表2 強(qiáng)夯施工參數(shù)選擇

按照表2參數(shù)進(jìn)行了強(qiáng)夯施工，強(qiáng)夯后，按照規(guī)定，進(jìn)行了取樣檢測，共取樣962件，結(jié)果表明，強(qiáng)夯處理后，濕陷性黃土的濕陷系數(shù)0.001～0.014，均小于0.015的界限值，消除了濕陷性，滿足規(guī)范要求。

4 問題探討

1）兩遍夯擊的間隔時(shí)間。為了確定合理的間隔時(shí)間，施工中，選擇了間隔 14，7，3～4 d 進(jìn)行對比，結(jié)果顯示3種時(shí)間間隔下，第二遍夯擊夯沉量基本相同，即超靜孔隙水壓力已消散完成，這和滲透系數(shù)指標(biāo)是吻合的，因此選擇了間隔時(shí)間為3～4 d。最終檢測結(jié)果表明，所選擇的時(shí)間間隔滿足超靜孔隙水壓力消散的要求。

2）夯擊震動影響。為保護(hù)距夯點(diǎn)最近150 m的建筑物，強(qiáng)夯試驗(yàn)時(shí)在測區(qū)內(nèi)布置了監(jiān)測點(diǎn)分別為150，50，15 m，檢測震動波速。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，距夯點(diǎn)10 m時(shí)質(zhì)點(diǎn)水平最大震速為6.69 mm/s，質(zhì)點(diǎn)垂直最大震速為10.45 mm/s，50 m時(shí)質(zhì)點(diǎn)水平最大震速為4.57 mm/s，質(zhì)點(diǎn)垂直最大震速為4.29 mm/s，150 m時(shí)未檢測到震動。因此，該夯擊能下對150 m以外的建筑物基本無影響。

5 結(jié)語

強(qiáng)夯試驗(yàn)、強(qiáng)夯施工后的檢測結(jié)果說明，對該段渠基存在的濕陷性黃土進(jìn)行強(qiáng)夯處理達(dá)到了消除濕陷性的目的，按照試驗(yàn)選定的夯錘重、夯錘外形、落距、夯點(diǎn)夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)、夯點(diǎn)間距等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工滿足了設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，可以作為類似工程施工的參考。

［1］GB50025-2004，濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范［R］.

［2］JGJ79-2002,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［R］.