引洮供水二期配套静宁县城乡供水县城工程调蓄水池强夯施工方案

引洮供水二期配套静宁县城乡供水县城工程调蓄水池强夯施工
方案
史凯
【摘要】甘肃省引洮供水二期配套静宁县城乡供水县城工程EPC总承包二标段调蓄水池坝基低液限黏土结构松散,具湿陷性,工程特性差,需采用强夯施工方法.
【期刊名称】《农业科技与信息》
【年(卷),期】2019(000)004
【总页数】4页(P120-122,128)
【关键词】调蓄水池;强夯;参数;工序;要点
【作者】史凯
【作者单位】甘肃省水利水电工程局有限责任公司,甘肃兰州 730000
【正文语种】中文
【中图分类】TV541.1
1 工程概况
甘肃省引洮供水二期配套静宁县城乡供水县城工程EPC总承包二标段（静宁县城乡供水工程EPC总承包2标段）其主要工程内容有县城调蓄水池1座（196万
m3），水厂供水管线1条，县城调蓄水池至水厂管线长1.62km，加压泵站1座等。

引洮供水二期城乡供水配套工程区地貌分为黄土覆盖的低中山区、基岩低中山
区、黄土丘陵粱峁区和河谷川台地区。

工程区广泛分布新近系碎屑岩类和第四系黄土状土、马兰黄土。

工程区处于祁连北两向构造体系、秦岭东西向构造体系及贺兰六盘南北向构造体系的复合部位。

工程区动峰值加速度为0.2g，相应地震烈度为
Ⅷ度，地震动反应谱特征周期均为0.45s。

调蓄水池坝轴线设计桩号从调蓄水池东北角为起点（0+000），顺时间转向，终点桩号1+954.22m。

地层岩性上部为全新统晚期低液限黏土，淡黄色，结构松散，其含水率13.4%～21.6%，天然密度1.52～1.67g/cm3，干密度1.34～1.37g/cm3，饱和压缩系数0.254～
1.108MPa-1，具中等～高压缩性，湿陷系数0.024～0.065，湿陷性程度为轻
微～中等，厚1.5～7m。

下部为级配不良砾层，稍密，厚7.5～9m，下伏新近系
黏土岩。

坝基低液限黏土结构松散，具湿陷性，工程特性差，不宜直接作为坝基。

2 坝基地基强夯处理经济效益及要求
一是根据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025—2004）和《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2012），调蓄池大坝属于特别重要的甲类建筑物，要求消除
地基的全部湿陷量或采用桩基础穿透全部湿陷性黄土层，或将基础设置在非湿性黄土层上。

一般，湿陷性黄土地基常规处理方式有换填法、预浸水法、强夯法和挤密桩等。

由于本工程工期要求紧，预浸水法不适用，挤密桩法投资较大也不选取，较适宜的方法是强夯和换填。

强夯的设计单击夯击能为6000KN/m，处理深度8m。

强夯处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度为4m，强夯处理面积8.35万m2，单价130.3元/m2，强夯法地基处理费用约为1088万元；换
填法处理深度和宽度与强夯法一致，开挖边坡1∶0.75，换填量约为73.3万m3，单价20.9元/m3，换填法地基处理费用约为1532万元。

就经济指标来说，强夯
法优于换填法，另外，换填处理施工周期长，不利于工程建设进度。

同时，本工程距离村庄较远，距最近的工业厂房110m，强夯施工时可通过挖减震沟等其他措施减小影响。

因此最终确定对坝基土的湿陷性以及不均匀变形采用强夯法处理。

强夯施工时应进行强夯试验，确定最终施工参数。

同时坝基承载力要求达到
155kPa。

夯点布置结合工程具体情况确定，按正三角形布置，强夯采用隔点跳打
方法分3遍进行。

第一遍夯点夯击完毕后，用推土机将高出夯坑周围的土推至夯
坑内填平，再在第一遍夯点之间布置第二遍夯点；第二遍夯击是将第二遍夯点及第一遍填平的夯坑同时进行夯击，完毕后，用推土机平整场地；第三遍夯点通常满堂布置，采用低落距（4～5m）连续满拍2～3击，夯击完毕后，用推土机再平整1次场地。

强夯的有效加固深度为8m，在有效加固深度内土体的湿陷系数小于
0.015。

夯点的夯击次数应根据现场试夯的次数和夯沉量关系曲线确定，并应同时满足以下要求：最后两击的平均夯沉量不大于100mm；夯坑周围地面不发生大的隆起；不因夯坑过深而发生提锤困难。

根据现场试夯结果确定合适的强夯工艺技术参数，强夯完成后对整个坝底进行整平、碾压，然后筑坝。

二是池底地基处理。

调蓄水池池底地层大部分为全新统早期低液限黏土，厚0～3.5m，池底部分地段级配不良砂、级配不良砾出露。

低液限黏土层具弱透水性，
级配不良砂、级配不良砾具强透水性，且连续分布，构成渗漏通道，存在渗漏问题。

此外，池底以下低液限黏土，结构松散，分布不均，其下多为级配不良砾、级配不良砂。

低液限黏土结构松散、分布不均，具有湿陷性。

池底地基处理采用重夯和换填两种处理方式。

池底以下低液限黏土层厚度大于1m 时采用重夯，低液限黏土层厚度小于1m时采用原土换填，换填土压实度不小于96%。

根据调蓄池地质剖面图及合理预测，在大坝桩号0+632～1+460，顺时针
包围的池底范围内进行重夯，重夯面积约7.7万m2；逆时针包围的池底范围内进行换填，换填深度1m，换填量约为13万m3。

池底地基处理完成后对整个池底
进行整平、碾压，然后铺设防渗层。

3 强夯施工技术指标
3.1 强夯施工技术参数
3.1.1 强夯调蓄水池坝基段强夯施工（设计要求夯击能为E=wh=6000KN·m）调
蓄水池坝基基础施工采用强夯方式，即将调蓄水池基础（坝0+000-坝1+900）
段分为A、B、C区3个强夯施工区。

3.1.2 强夯处理后物理力学控制指标根据试验结果及相关资料，在上述强夯参数条件下，从起夯面计算，强夯有效加固深度为8m，即强夯有效加固深度。

式中，H为有效加固深度；W为夯锤重（KN）；h为落距m；2为与土性质和夯击能等因素有关的系数（黄土 0.3～0.4、软土 0.4～0.5、砂土 0.5～0.8）。

所以
调蓄水池坝基强夯设计要求能级6000KN·m，为消除黄土湿陷，则加固深度其在7.35～9.8，所以选8m为优。

3.2 强夯后的回填土物理力学指标
强夯后的回填土物理力学指标情况见表1。

表1 强夯后的回填土物理力学指标施工方式地基承载力特征值fak（kPa）内摩擦角φ（°）强夯置换 20强夯施工 350 18 8 30变形模量E0（MPa）内聚力
C(kPa)
3.3 强夯施工技术参数
强夯施工技术参数情况见表2，调蓄水池基础处理施工平面布置见图1。

4 施工机械配置计算
一是本标段地基处理强夯区工程量为8.22万m2、重夯7万m2。

根据设计要求，调蓄水池工程地基强夯有效控制深度为8m。

根据上述原则对施工区进行了区规划和对应强夯面积计算，详见表3。

二是强夯计划施工时间为70d，考虑气候影响，每月实际出勤天数按25～26d计算，则实际工作日按60d计算，总强夯面积为16.44万m2，每日强夯处理量应达到2800m2。

重夯计划施工时间为80d，考虑
气候影响，每月实际出勤天数按25～26d计算，则实际工作日按70d计算，总重夯面积为14万m2，每日重夯处理量应达到2000m2。

三是在进行施工机械配置计算时，以上述日产量为基数，确保每日的强夯处理面积达到2800m2。

重夯处
理面积达到2000m2。

表2 强夯施工技术参数夯区遍数能级（KN/m）夯击数夯点布置形式最后2击
平均夯沉量（mm）单点调蓄水池坝基强夯施工第一遍6000 ≥12击 6m梅花形
≤100第二遍6000 ≥8击夯点布置在第一遍夯点之间≤100第三遍 6000 3击锤印搭接1/4调蓄水池池底重夯施工第一遍1000 ≥12击 6m梅花形≤100第二遍1000 ≥8击夯点布置在第一遍夯点之间≤100第三遍 1000 3击锤印搭接1/4备注每一遍夯击完成后场地用推土机将夯坑推平，并且1遍夯击完成后间隔7天再
次施工。

第三遍满夯夯击完毕后还应采用18t(或18t以上)振动碾压机械碾压8遍，能使压实度达到设计要求。

图1 施工平面布置图
表3 强夯面积计算A、B、C 区强夯面积（万m2） H、G区夯击面积（万 m2）第一遍 4.11 第一遍 3.5第二遍 4.11 第二遍 3.5第三遍 8.22 第三遍 7合计 16.44 合计 14合计 30.44万m2。