陳繼斌

(山西省水利水電勘測設計研究院有限公司，山西 太原 030024)

1 工程概況

南村水庫位于黎城縣上桂花村北側(cè)、南村東南側(cè)的黃土沖溝內(nèi)，壩址以上控制流域面積10.1km2，水庫總庫容130萬m3，工程等別為Ⅳ等，屬小(1)型水庫。攔河壩為碾壓均質(zhì)土壩，壩長235.0m，最大壩高26.4m。

2 素土擠密樁試驗方案

考慮壩址周邊環(huán)境等實際情況，設計采用影響較小的素土擠密樁進行壩基、壩肩處理。處理范圍包括左岸壩肩、壩基左岸臺地、右岸壩肩。素土擠密樁初擬樁徑0.5m，樁間距1.4m，等邊三角形布置。樁孔黃土填料粒徑不得大于15mm，樁體土的壓實度不小于98%，樁間土平均壓實度不小于93%(最小壓實度不小于88%)。

素土擠密樁試驗目的：研究素土擠密樁施工工藝，優(yōu)化素土擠密樁的施工方法、分層填料厚度、分層夯擊次數(shù)及樁間距等施工參數(shù)，驗證原土含水率變化對擠密效果及濕陷性處理效果的影響。

初步選定擠密施工機械為YTQZ-220宇通重工打樁機，取素土填料進行擊實試驗，測定其最大干密度為1.69g/cm3,最優(yōu)含水率為17.7%。試驗分兩個區(qū)：壩基左岸臺地高程877m區(qū)及左岸壩肩區(qū)。試驗工藝流程為：場地平整→基面測量→布孔→錘擊→填料(控制填料厚度)→夯擊→開挖取樣(2m、3m、4m)→分別進行樁間土和樁體土壓實度檢測。

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 壩基左岸臺地

當填料厚度20cm時，分別對2m、3m、4m深度進行樁間土及樁體土取樣檢測，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)繪制擠密樁不同夯擊次數(shù)、不同樁體及樁間距時土料的壓實度的關系曲線(4m深度不同夯擊次數(shù)與壓實度關系見圖1)。

圖1 4m深度不同夯擊次數(shù)與壓實度關系曲線

壩基左岸877m高程臺地試驗結(jié)果表明：在土體含水率介于13%～20%之間，鋪料厚度20cm、夯擊6次的情況下，樁體土及樁間土均滿足設計壓實度要求。

3.2 左壩肩

樁體回填土料含水率15%左右時，壓實度滿足設計要求。

樁間土由于原土含水率不同，進行了多次壓實度試驗。2018年6月8日，樁間距1.4m，樁間土含水率8.51%～10.46%時，壓實度平均值為88.02%；6月11日，樁間距1.4m，樁間土含水率8.52%～10.02%時，樁間土壓實度平均值為80.91%；6月17日，調(diào)整樁間距為1.2m，樁間土含水率9.7%～12.5%時，樁間土壓實度平均值為89.93%。以上試驗樁間土的壓實度均達不到設計要求(樁間土壓實度與土體含水率的關系見圖2)。

圖2 樁間土壓實度與土體含水率的關系曲線

左壩肩試驗結(jié)果表明：原土含水率偏低是造成擠密樁樁間土壓實度不滿足設計要求的主要原因，兩者基本屬于強正相關關系，而樁間距偏大是次要原因。

3.3 濕陷性檢測

7月6—13日，試驗單位采用人工探井取土，對左壩肩樁間距為1.4m的試驗樁樁間土樣進行濕陷性試驗檢測，取土深度3～13m，共檢測11個部位，其中在200kPa荷載下深度7m、9m、10m三個部位濕陷系數(shù)仍大于0.015。檢測結(jié)果表明：左壩肩濕陷性黃土采用間距1.4m的素土擠密樁處理后，雖然樁間土體平均壓實度達不到規(guī)范要求，但其消除地基濕陷性的實際效果較為顯著。

7月30—8月6日，試驗單位對樁間距調(diào)整為1.2m的試驗樁樁間土樣進行濕陷性試驗檢測，取土深度1～16m，共檢測16個部位，16個部位自重濕陷性全部消除，其中深度1m、5m、7m、8m、9m、10m六個部位濕陷系數(shù)仍大于0.015。后進行核算，在假定壩體填筑完成并蓄水飽和的壩體土的實際壓重條件下，此6處土體的上覆荷載均未超過200kPa及各自的濕陷起始壓力，可認為此6處土體雖仍具有濕陷性，但土體濕陷性的危害基本消除。

4 處理方案及標準的調(diào)整

根據(jù)素土擠密樁試驗及濕陷性試驗檢測結(jié)果，參建各方對素土擠密樁方案等進行專題研究，合理調(diào)整了處理方案及合格判定標準。

調(diào)整處理方案：左壩肩及右壩肩素土擠密樁樁間距由1.4m均調(diào)整為1.2m；樁間土檢測按設計要求進行壓實度檢測，若壓實度檢測結(jié)果不滿足設計要求，則按壓實度檢測頻率的20%進行濕陷性檢測。

合格判定標準：樁間土體的平均壓實度和最小壓實度、樁身的最小壓實度滿足設計及規(guī)范要求的，即判定為合格。樁間土體、樁身壓實度不滿足設計要求的，以濕陷性試驗檢測結(jié)果結(jié)合各部位土層實際上覆荷載進行判定。濕陷性完全消除的，判定為合格；自重濕陷性完全消除，部分土體仍有濕陷性的，若該深度土體上覆實際荷載小于其濕陷起始壓力的判定為合格。

5 工程施工驗證

根據(jù)原設計指標和試驗確定的參數(shù)，南村水庫壩基左岸臺地區(qū)域的素土擠密樁順利實施，由于該部位在壩基河床內(nèi)，含水率偏大，其檢測數(shù)據(jù)完全符合原設計指標。

根據(jù)調(diào)整后的樁間距設計參數(shù)和合格判定標準，南村水庫左壩肩的素土擠密樁樁間土壓實度不達標的部分按照給定的頻率進行了4次濕陷性檢測，結(jié)合上覆荷載比較，綜合判定濕陷性均已消除，滿足了設計要求。

6 初步結(jié)論