学文网摘要：南水北调中线漳古段SG3标段大型交叉建筑物河一支排洪涵洞地质结构为黄土状壤土，采用强夯法进行处理，改善其土壤结构和基本特性，以达到消除其湿陷性和提高地基承载力的目的。强夯处理过程中，结合现场实际情况，选取合理的施工机械设备，制定可行的施工方案，保证施工过程中的安全性和可靠性。
关键词：南水北调强夯法湿陷性承载力
1概述
黄土状土主要指第四系全新统下段冲洪积壤土和上更新统冲洪积、坡洪积黄土状壤土、部分风积黄土、次生黄土，因其仅具有黄土的部分特征，故称其为黄土状土。黄土状壤土粉粒含量高、多孔隙、孔隙比大、呈黄色，土中含有易溶盐类，遇水易湿陷。黄土状土湿陷性对工程影响主要是对边坡及地基产生湿陷变形破坏。
南水北调漳古段SG3标位于河北省永年县境内，渠道桩号：61+168～76+607和77+537～79+360，总长17.262km。共布置各类建筑物11座，大型交叉建筑物1座为河一支排洪涵洞，强夯处理面积：7200m2。河一支工程区内发育的地层岩性为下更新统（Q1）粘土、壤土、粉砂、中砂，上更新统下段（Q 1 3）黄土状壤土、圆砾、砾砂、中粗砂，上更新统上段（Q 3 3）黄土状壤土、圆砾，全新统（Q4）壤土、圆砾，以及人工堆积物。
上部地层为人工填土厚度3.4m，分布溢洪道出口地表；Q4圆砾和壤土厚度0.4～3.7m，主要分布于主河道的河床中；Q33黄 土状壤土厚度2.5～7.8m，分布于溢洪道及两岸。中部Q13黄土状壤土、圆砾、砾砂、中粗砂，总厚度17.1m；下部Q1粘土夹粉砂及中砂透镜体，揭露总厚度10.8m。
2夯前检测
夯前检测室内土工试验指标：天然含水量、天然密度、比重、饱和度、天然孔隙比、液限、塑限、塑性指数、压缩系数、压缩模量、抗剪强度、湿陷系数、渗透系数、颗粒组成百分比。
3施工机械及配套设备
32吨履带式起重机1台，推土机1台，夯锤两个。夯锤参数如下表所示：
编号 夯锤质
量(吨) 夯锤
材质 形状 锤底直径(m) 用途 落距(m) 锤底面积() 锤底静压力(KPa) 夯击能(kN•m)
1 14 复合 圆形 2.5 满夯 7.2 4.909 28.52 1008
2 26.8 铸钢 圆形 2.4 点夯 15.0 4.524 59.24 4020
3施工工艺
选用2号锤锤重26.8吨，落距不少于15m，第一遍夯点间距5m×5m，正方形布置，单点击数7-8击，再进行下一个点依此类推完成第一遍夯点施工。然后推平夯坑，7天后，进行第二遍夯点施工。第二遍夯点布置在第一遍夯点之间，以同样的方式和施工参数完成第二遍夯点的施工，然后进行第三遍夯点施工。第三遍夯点布置在第一、二遍夯点正方形中间，以同样的方式和施工参数完成第三遍夯点的施工，推平夯坑后用夯击能1000kN•m满夯，满夯选用1号锤锤重14吨，落距不少于7.2m，压1/3夯锤的满夯二遍。
（1）推土机平整试验场地；
（2）测量试验区基坑坡顶四个角点的坐标，标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；
（3）起重机就位，夯锤置于夯点位置，强夯点位置偏差小于5cm，夯锤保持垂直，倾斜度小于30°；
（4）测量夯前锤顶高程；
（5）将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下脱钩，测量锤顶高程，如果因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，及时将坑底整平；
（6）重复步骤5，按夯击次数控制标准（强夯最后2击的平均夯沉量不大于10cm），完成1个夯点的夯击；
（7）换夯点，重复步骤3至6，完成第一遍全部夯点的夯击；
（8）用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；
（9）按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，然后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程；
（10）夯点夯击次数，应按现场试夯时夯击次数和夯沉量的关系确定，且满足下列条件之一即可停夯：①强夯最后两击的平均夯沉量不大于10cm。②夯坑周围地面不发生过大隆起。③不应夯坑过深而发生提锤困难。
（11）施工过程中派专人负责下列工作：开夯前检查夯锤质量和落距，以确保单击夯击能量符合要求；每一遍夯击前，对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正；按设计要求检查各个夯点的夯击次数和每击的夯沉量；
（12）施工过程中对各项参数及情况进行详细记录。
4夯后检测
强夯施工结束后28天，采用静荷载试验和标准贯入试验确定强夯后地基的承载力指标和压缩模量。经过强夯处理后，共进行标准贯入试验25个，静载荷试验4个。强夯后通过室内试验分析，地基处理深度6～8m范围内湿陷性系数0.001～0.014，小于0.015的界限值。地基承载力特征值不小于300Kpa，压缩模量不小于18Mpa，强夯后的地基满足设计要求。
5安全保证措施
1.夯机的作业场地平整，门架底座与夯机着地部位保持水平。
2.夯机在工作状态时，起重臂仰角应置于69～71°。
3.梯形门架支腿不得前后错位，门架支腿在未支稳垫实前，严禁提锤。
4.变换夯位后，重新检查门架支腿，确认稳固可靠，再将锤提升100～300，检查整机的稳定性，确认可靠后，方可作业。
6.夯锤上升接近规定高度时，加强观察，防止自动脱落失灵时，夯锤上升过高而发生事故。
7.夯锤下落后，在吊钩尚未降至夯锤吊环附近前，操作人员不得提前下坑挂钩。从坑中提锤时，严禁挂钩人员站在锤上随锤提升。
8.当夯锤留有相应的通气孔在作业中出现堵塞现象时，随时清理，严禁在锤下进行清理。
9.当夯坑内有积水或因粘土产生的锤底吸附力增大时，采取措施排除，不得强行提锤。
10.作业后，将夯锤放在平整的地面上。严禁将锤悬停在空中。
结束语：
强夯法是消除黄土状壤土湿陷性、提高地基承载力的常用方法。它具有设备简单、施工速度快、易操作、工程造价低等特点。
强夯处理改善了土壤结构和基本特性，减小了交叉建筑物的不均匀沉降。消除了黄土的湿陷性，提高了地基承载力。
参考文献：
[1]GE50487-2008版. 水利水电工程工程地质勘察规范
[2]GB50021-2001. 岩土工程勘察规范
[3]JGJ79-2002. 建筑地基处理技术规范
[4]GB50025-2004. 湿陷性黄土地区建筑规范
注：文章内所有公式及***表请以PDF形式查看。