罗 蓉

(新疆伊犁河流域开发建设管理局，乌鲁木齐 830000)



强夯法在渠道湿陷性基础处理中的应用

罗 蓉

(新疆伊犁河流域开发建设管理局，乌鲁木齐 830000)

文章介绍了新疆地区中强湿陷性低液限粉土特性，以及高夯击能处理低含水粉土的施工方案，通过实例说明强夯法可以消除或减弱渠道基础的湿陷性，从而保证了施工质量，同时为其他类似渠道工程提供了参考。

强夯法；低液限粉土；湿陷性；地基

1 工程概述

新疆地区湿陷性土层类型除常规风积黄土外，洪积粉土也存在中强湿陷性。BA输水干渠工程位于天山北坡，总长128.802km，工程等级为大(1)型1等工程，设计流量为60m3/s，加大流量为68m3/s，灌溉面积约7.2万hm2，渠道最高填方为23m。该渠道62+680-95+730段基础为洪积粉土，均具有湿陷性，除具有常规的黄土特点外，还有分布厚度较大，天然含水量低、密度小等特性，对工程运行危害极大，已经成为制约水利工程建设的重要因素。

2 工程地质条件

北山坡段渠道沿线多为“鸡爪子”沟地形，湿陷性土大部分为第四系上更新统-全新统冲洪积(Q3-4al+pl)的低液限粉土、含砂低液限粉土，少部分为粉土质砂，属次生黄土，主要分布在冲沟底和两岸边坡上,土层厚度为5-20m不等。北山坡渠段分布的细粒土共13段，累计总长度约26.245km，均具有一定的湿陷性。通过大量的地勘及湿陷试验数据分析，其中低液限粉土、含砂粉土粒径0.075-0.005mm占40%-96.7%，平均值67%；<0.005mm占0.1%-17.5%，平均值7.5%；比重2.69-2.71，平均值为2.70；液限20.6%-30%，平均值为23.6%；塑限12-21.3%，平均值为14.9%；塑性指数7.4-9.7，平均值为8.75；天然含水率为1.3%-13%，其平均值为5.2%。干密度1.3-1.6g/cm3，平均值1.4g/cm3；孔隙比为0.65-1.08，平均值0.85；饱和压缩系数av0.1-0.3=0.11-0.595MPa-1，压缩模量Es0.1-0.3=3.28-11.31MPa，属中等-高压缩性土；渗透系数为1.6×10-3-2×10-4cm/s，属中等-弱透水层。

湿陷系数δs随着土层加深逐渐变小，由强湿陷性土逐渐变为中等湿陷、轻微湿陷、非湿陷土层，以75+000为界随渠道桩号增大而湿陷性呈逐渐减弱的趋势。根据湿陷性系数判别方法及本工程处理原则，湿陷系数δs>0.03时，即中-强湿陷需进行处理。

3 地基处理方案

湿陷性土常用地基处理方法有挤密桩法、强夯法、翻填法、换填砂砾石法等，根据本工程特点、处理要求、工期、材料设备及投资等方面综合分析，因强夯法具有设备单一、进度快、费用较低等特点，最终选择强夯法处理方案。

3.1 强夯主要参数

强夯法是由履带式起重机将重锤提升至一定高度，使其自由下落夯击地基土体，以达到消除基础湿陷性提高承载力的加固方法。

3.1.1 处理范围的确定

经地勘及室内试验数据分析，北山坡区粉土多具有湿陷性，有非自重湿陷，也有自重湿陷。为保证渠道工程安全运行和正常使用，必须对湿陷性土进行处理，提高地基承载力，渠道地基中—强湿陷性土处理深度2-7m，最大达9.5m。强夯处理宽度平均为50m，在施工和计算工程量时以填筑坡脚线位置为界限。

根据试夯振动监测数据及沿线建筑物布置，安全防护距离控制在30-50m，<安全距离的区域采用翻填法。

3.1.2 夯击能、夯锤重量和落距

根据建筑规范及现场试夯确定单击夯击能对应的土层厚度，并且在夯后进行试验检测，当湿陷系数δs<0.015时判定为湿陷性消除，详见表1。

表1 不同湿陷性土厚度采用的夯击能

单击夯击能为夯锤重与落距的乘积，即为E=gWh，E为夯击能，g为重力加速度9.8kg/N，W为夯锤重，h为落距。例如试夯点78+520处湿陷性处理深度6m，夯击能7000KN.m，天然含水率10%-16%，夯锤重量38.5t，锤底直径2.6m，提升高度18.6m，点夯8击即可满足最后两击平均夯沉量<20cm的规范要求[1]。

为减少夯击击数和夯击遍数，且能按要求消除湿陷性，应坚持重锤+大落距的选择原则。一般夯锤重为10-40t，落距为8-20m，当单击夯击能越大，加固效果越好。同时应考虑湿陷厚度，含水率，夯锤材质及尺寸、起重设备、施工条件等综合确定。点夯夯击数由最后两击的平均沉降量和每遍夯击总击数最小值确定，见表2。

表2 强夯施工记录表(点夯)

3.1.3 强夯方案布置

原始地面清表后进行强夯分区，当强夯基面坡度>20%时，应先整平成坡比为1∶2，高为1m，宽度<12m的若干台阶。根据现场数据分析，采用2遍点夯+1遍满夯，一般情况点夯8击加满夯3击即可满足要求。满夯采用小间距小夯击能以提高2m以内土体的密实度，夯击能采用2000kN·m，夯点搭接1/4锤径[2]。第1、2遍夯点的间距均为7.5m×7.5m，正方形布置；第2遍夯点布置在第1遍相邻的4个夯点中间；夯点整体呈梅花形布置，详见图1。

强夯作业流程：测量场地标高→平整场地→夯点定位放线→夯机就位→测夯点高程→记录每击夯沉量→完成第1遍点夯→平整场地→完成第2遍点夯→满夯→取样试验→夯后场地标高→清除表层松土→联合验收→渠道填筑。

根据强夯规范及生产性试夯验证和优化，所有夯击完成后间歇7d进行土样取样及检测。点夯之间、点夯与满夯之间只需间隔0.5d用以平整场地。

3.1.4 强夯检测

根据规范及强夯处理技术要求，夯后每1000m2布置检测点(探坑)1个，探坑必须布置在强夯夯点之外。每个探坑取样深度为整个湿陷土层，并深入非湿陷土层1m，沿垂直方向每隔1m取样5组，通过室内土工试验测定土样干密度、湿陷系数，见表3。

表4 地基土体性能指标(夯后)

分析结果说明：

1)地基强夯加固后土体的湿陷系数为0.003-0.014，均<0.015，说明该土体湿陷性均已消除。

2)压缩系数减小，说明土体的压缩性减小。

3)密度和压缩模量增大，说明土体越来越坚硬，越难压缩。

5 总 结

在新疆地区，湿陷性土层是影响渠道安全运行的重要因素之一，要引起高度重视，在基础处理时采取有效措施进行施工。强夯施工要求提出之前进行了详细地勘，摸清了土的湿陷特点，通过试夯确定了施工参数，为大面积展开强夯施工做了充分的准备。以安全可靠、经济适用、施工简单为原则，选定强夯加翻填的综合处理方案，来提高渠道基础施工质量及运行管理期的安全。

[1]陕西省计划委员会，中华人民建设部.GB50025—2004湿陷性黄土地区建筑规范[S].北京：中华人民建设部，2004.

[2]中国建筑科学研究院.JGJ79—2002建筑地基处理技术规范[S].北京：中华人民共和国建设部，2002.

Application of Dynamic Consolidation Method in Treating Collapsible Channel Foundation

LUO Rong

(Xinjiang Yili River Watershed Development & Construction Management Bureau，Urumchi 830000，China)

This paper introduced the characteristics of low liquid limit silt with high collapsibility in Xinjiang area，and described the construction scheme of using high dynamic consolidation to treat the low liquid silt. A case was used to show that high dynamic consolidation method might eliminate or reduce the collapsibility of channel foundation，so as to guarantee the construction quality，meanwhile，supplying references for similar channel projects.

dynamic consolidation；low liquid limit silt；collapsibility；foundation

1007-7596(2017)04-0128-03

推广应用

2017-03-14

罗蓉(1982- )，女，新疆沙湾人，工程师，研究方向为水利工程管理。

TU

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