王東杰

(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)公司，山西太原 030009)

1 工程概況

山西神頭發(fā)電有限責(zé)任公司2×600 MW機(jī)組工程場平施工，場地占地面積70萬m2，地形屬于低山黃土丘陵地貌，由于沖蝕切割作用原地貌沿東西向深沖溝最為發(fā)育。同時(shí)黃土所具有的垂直節(jié)理特性，形成高沖直聳而直立的黃土沖溝陡壁，地形切割破裂，進(jìn)一步形成黃土塬、梁地貌類型，且地面高差極大，場地最高1 400 m，溝底最低處1 332 m，高差68 m。沖溝兩側(cè)溝壁陡立，溝底寬度4 m～8 m。

該場地地基處理后，地基的承載力要求為不小于250 kPa，壓實(shí)模量不小于12 MPa，回填土壓實(shí)系數(shù)不小于0.97。

2 施工方案

強(qiáng)夯法對(duì)于處理黃土的濕陷性及場地整體不均勻沉降是非常理想的方法，具有簡便、快捷、有效的特點(diǎn)。但直接采用強(qiáng)夯法在沖溝內(nèi)進(jìn)行施工具有局限性，如沖溝溝底寬度較窄不易施工，兩側(cè)陡壁土體因強(qiáng)夯震動(dòng)易產(chǎn)生塌方，溝壁區(qū)強(qiáng)夯與原土區(qū)的搭接不好等。針對(duì)以上問題，在強(qiáng)夯施工前對(duì)沖溝進(jìn)行前期的改造，采用削坡減荷、溝壁開挖臺(tái)階、沖溝原地面強(qiáng)夯處理及采用分層高能級(jí)強(qiáng)夯的方法對(duì)深沖溝高填方進(jìn)行加固處理等，能較好地解決以上問題，取得良好的加固效果。

3 施工工藝流程

參數(shù)設(shè)計(jì)→試夯→削坡減荷→溝壁臺(tái)階開挖→溝底清理平整→原土基強(qiáng)夯處理→填筑體回填及強(qiáng)夯處理→搭接處搭接強(qiáng)夯處理→檢測(cè)驗(yàn)收。

4 施工方法

4.1 試夯

通過試夯，以驗(yàn)證所采用工藝加固處理的可行性，確定回填厚度、最佳夯擊數(shù)、最佳夯擊能、最后兩擊夯沉量、地面變形量等，用于指導(dǎo)大面積施工。

1)回填厚度的確定:回填厚度應(yīng)根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，與夯擊能綜合起來考慮。

2)夯擊數(shù)的確定:夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯進(jìn)行確定，且應(yīng)同時(shí)滿足下列條件:

a.最后兩擊平均夯沉量不大于以下數(shù)值:當(dāng)單擊夯擊能小于4 000 kN·m時(shí)為50 mm;當(dāng)單擊夯擊能為4 000 kN·m～6 000 kN·m時(shí)為100 mm;當(dāng)單擊夯擊能大于6 000 kN·m時(shí)為200 mm;

b.夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起。

3)夯擊能的確定:在試夯過程中，應(yīng)設(shè)專人測(cè)量每次夯擊沉降標(biāo)點(diǎn)的位移量，繪制夯擊數(shù)—地表位移曲線，通過地表夯沉量的監(jiān)測(cè)和夯間地表變形觀測(cè)，掌握地表的沉降、隆起程度，確定飽和夯擊數(shù)和最佳夯擊能，為大面積施工提供依據(jù)。

4.2 削坡減荷挖臺(tái)階施工

沖溝溝壁由于水流重力沖切形成陡坡，由溝底至坡頂黃土覆蓋厚度逐漸加大。如直接回填進(jìn)行強(qiáng)夯處理，兩側(cè)溝壁因黃土覆蓋逐漸加大，強(qiáng)夯需處理上層厚度逐漸加大，容易造成處理效果的不均勻，處理深度也達(dá)不到要求。同時(shí)深溝兩側(cè)坡壁強(qiáng)夯區(qū)與原地面不易搭接，原地面密實(shí)度不夠，存在濕陷性，比較松散，造成交接處應(yīng)力突變。因此，施工前首先對(duì)沖溝兩側(cè)溝壁進(jìn)行削坡減荷處理。

施工方法:

1)用挖掘機(jī)將溝壁兩側(cè)覆土自上而下逐階開挖成倒臺(tái)階形狀，臺(tái)階寬度不應(yīng)小于6 m，臺(tái)階高度及臺(tái)階上覆土厚度不大于8 m，以便進(jìn)行強(qiáng)夯加固處理。溝壁兩側(cè)坡度較陡時(shí)，臺(tái)階寬度可以適當(dāng)減少，臺(tái)階原地面強(qiáng)夯可隨填筑體強(qiáng)夯同時(shí)進(jìn)行施工。

2)深溝縱向方向同時(shí)也進(jìn)行削坡減荷，并沿縱向方向進(jìn)行施工便道的修筑。

3)上部開挖臺(tái)階的余土可以回填至溝底，溝底回填厚度及濕陷性黃土覆蓋厚度不大于8 m。同時(shí)溝底回填后回填工作面面積隨著高度的增加而加大，便于強(qiáng)夯機(jī)械施工作業(yè)。

4.3 深沖溝原地面強(qiáng)夯處理

1)原土基清理。

原土基清理主要包括表層淤泥、樹木、有機(jī)物等以及濕陷性土層厚度超出強(qiáng)夯加固處理深度后的部分，同時(shí)對(duì)原地表有泉眼、地下徑流出露的地點(diǎn)設(shè)置盲溝，將地下水引出回填場地外。

2)原土基強(qiáng)夯處理。

根據(jù)濕陷性深度選擇合理的強(qiáng)夯能級(jí)及參數(shù)(見表1)。

表1 強(qiáng)夯參數(shù)表

溝底強(qiáng)夯能級(jí)選用3 000 kN·m～8 000 kN·m，主夯點(diǎn)按等邊三角形布置，滿夯每點(diǎn)夯擊數(shù)為3擊～5擊，錘印搭接1/4。

4.4 沖溝高填方填筑體處理

4.4.1 沖溝高填方土石方回填

1)回填前期可采用兩側(cè)削坡減荷的土方，后期采用挖方區(qū)土料。

2)回填采用分層堆填的方法，嚴(yán)禁進(jìn)行拋填施工，以避免造成大粒徑填料集中。

3)分層填筑的厚度為2 m左右，由于回填地基采取強(qiáng)夯加固，故分層填筑的填土層可用推土機(jī)簡單推平碾壓，滿足機(jī)械正常行走要求即可。

4)為取得最佳夯實(shí)效果，回填土含水量的控制，宜小于最優(yōu)含水量2%～4%。回填土的含水量小于10%時(shí)需采取灑水增濕措施。

4.4.2 沖溝填筑體強(qiáng)夯處理

1)沖溝高填方強(qiáng)夯分層厚度的確定。

以強(qiáng)夯的有效加固深度及設(shè)計(jì)要求的夯后地基承載力特征值為主要依據(jù)來確定回填厚度?？紤]到高填方地基的整體性和穩(wěn)定性，上層夯點(diǎn)的有效加固區(qū)域要延伸進(jìn)下層一定深度，以形成有效的夯點(diǎn)位置加固區(qū)域在層與層之間的嵌固和咬合。分層厚度以7 m一層為宜。

2)高填方強(qiáng)夯施工工藝。

采用分層回填、分層強(qiáng)夯的施工方法，填筑體回填強(qiáng)夯按照由下而上的原則分層進(jìn)行施工。分層厚度為7 m左右，虛填厚度應(yīng)為8 m，施工中結(jié)合填料性質(zhì)及各能級(jí)強(qiáng)夯的加固深度確定強(qiáng)夯能級(jí)，選用6 000 kN·m左右的強(qiáng)夯能級(jí)。主夯點(diǎn)按等邊三角形布置，主夯點(diǎn)間距為6 m，主夯點(diǎn)夯擊數(shù)不小于12擊，最后兩擊平均夯沉量不大于10 cm。

滿夯采用2 000 kN·m夯擊能，每點(diǎn)夯擊數(shù)為3擊～5擊，錘印搭接1/4。

4.5 強(qiáng)夯與碾壓區(qū)域的搭接處理

深沖溝高填方邊坡強(qiáng)夯施工時(shí)，由于強(qiáng)夯工藝的局限性，總存在夯擊不到的區(qū)域和強(qiáng)夯振松的區(qū)域，因而需要采用分層碾壓與強(qiáng)夯相結(jié)合的施工方法，最后形成合格密實(shí)的邊坡。

1)邊坡分層強(qiáng)夯完畢后，將邊坡區(qū)域外側(cè)虛土層開挖，挖至強(qiáng)夯加固土層內(nèi)后，按外側(cè)碾壓分層厚度挖臺(tái)階，臺(tái)階高寬比為1∶2，并對(duì)外側(cè)區(qū)域進(jìn)行分層碾壓施工，與強(qiáng)夯密實(shí)體進(jìn)行搭接。

2)考慮碾壓機(jī)械的影響深度，碾壓邊坡的分層填筑厚度不大于40 cm。逐層碾壓至強(qiáng)夯標(biāo)高后，碾壓區(qū)與強(qiáng)夯區(qū)域交接處進(jìn)行搭接強(qiáng)夯施工，強(qiáng)夯布點(diǎn)形式為交接處兩側(cè)各布置一排夯點(diǎn)。搭接強(qiáng)夯將碾壓區(qū)與強(qiáng)夯區(qū)進(jìn)行有效銜接，使之得到有效加固并使兩個(gè)區(qū)域連為一體。

3)碾壓邊坡加寬部分的刷坡，可在每填高至1.5 m左右時(shí)，采用挖掘機(jī)進(jìn)行初步刷坡，清除加寬的余土。自下而上，依次進(jìn)行。

5 質(zhì)量控制

5.1 質(zhì)量控制點(diǎn)

5.1.1 土石方工程質(zhì)量控制點(diǎn)

1)沖溝溝底及兩側(cè)臺(tái)階開挖后原地面基巖上部覆蓋濕陷性黃土厚度不大于設(shè)計(jì)要求。

2)填筑體回填厚度及回填標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。

5.1.2 強(qiáng)夯處理工程質(zhì)量控制點(diǎn)

1)錘重及落距控制。

2)錘擊數(shù)、最后兩擊貫入度的控制。

3)夯點(diǎn)位置及夯錘就位控制。

5.2 質(zhì)量控制措施

5.2.1 土石方工程質(zhì)量控制措施

1)現(xiàn)場的控制樁要樹立明顯標(biāo)志，加以保護(hù)，并定期進(jìn)行復(fù)核檢查，確保控制樁精度滿足要求。

2)土方回填前應(yīng)清理基底的垃圾、樹根等雜物，抽除坑穴中的積水、淤泥。

3)沖溝兩側(cè)溝壁臺(tái)階開挖應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際地形，確定開挖范圍和開挖標(biāo)高。

4)對(duì)于填筑體的回填進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量跟蹤，確?；靥詈穸?、回填標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5.2.2 強(qiáng)夯質(zhì)量控制措施

1)測(cè)放的夯點(diǎn)位置，應(yīng)用明顯的標(biāo)志標(biāo)出夯位中心點(diǎn)，并用白灰粉撒出夯位輪廓線。

2)落距確定后，鎖定控制落距鋼絲繩，并在龍門架上標(biāo)出落距標(biāo)志。

3)夯錘氣孔保持暢通，如遇堵塞，應(yīng)隨時(shí)將塞土清除。

4)如施工中發(fā)現(xiàn)錘偏離坑中心，應(yīng)立即調(diào)整對(duì)中，夯擊后如發(fā)現(xiàn)坑底歪斜較大，需及時(shí)用填料將坑底墊平后，方可繼續(xù)夯擊。

5)認(rèn)真做好施工記錄，并掌握好停錘標(biāo)準(zhǔn)。

6)密切注意異?，F(xiàn)象，對(duì)夯沉量異常、夯錘反彈、地表隆起要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，如實(shí)記錄，并及時(shí)報(bào)告研究解決辦法。

5.3 沉降變形觀測(cè)

在填筑體施工中期及后期，按照沉降變形觀測(cè)要求，設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，并定期進(jìn)行沉降觀測(cè)，以評(píng)價(jià)填筑體的穩(wěn)定、抗滑性。

6 結(jié)語

深沖溝兩側(cè)溝壁因?yàn)槭孪冗M(jìn)行削坡減荷和挖臺(tái)階施工，沒有因強(qiáng)夯施工震動(dòng)而產(chǎn)生塌方、垮塌，安全隱患得到處理，強(qiáng)夯安全施工環(huán)境得以改善。對(duì)于深沖溝高填方形成的邊坡，由于采用強(qiáng)夯與碾壓區(qū)的搭接強(qiáng)夯處理，邊坡的整體穩(wěn)定性也大大提高。

隨著我國城市化、現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的繼續(xù)，建筑用地日趨緊張，人工建造地基已成為解決建筑用地的重要途徑。而我國北方尤其是華北地區(qū)存在著大量沖溝發(fā)育強(qiáng)烈的黃土丘陵地帶。該工程的成功，為在該類地區(qū)進(jìn)行高填方強(qiáng)夯施工提供了一個(gè)很好的應(yīng)用實(shí)例。

［1］GB 50202-2002，地基與基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［2］GBJ 79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］GB 50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］GB 50026-93，工程測(cè)量規(guī)范［S］.

［5］CECS∶279-2010，強(qiáng)夯地基處理技術(shù)規(guī)程［S］.

［6］趙建軍.分層強(qiáng)夯處理法在機(jī)場超高填石方中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2012，38(3):69-70.