砾质土在龙虎水库工程防渗心墙施工中的应用

1、附件资料云南建工水利水电建设有限公司冯锐洪主论文2014年5月20日强夯施工技术在青山嘴水库主坝基础处理中的应用引言：强夯法施工可用于多种土质,地基加固效果好,工效高,设备简单,成本相比于其它施工方法低。强夯法被大量运用于实际工程始于20世纪70年代,经实践证明该种方法是一种较好的加固地基方法。它的主要优点是与砂井法相比不需要特定的材料,而相比于堆载和预压法又可以省却大量的预压材料和时间。在我公司施工的大（二）型水库楚雄州青山嘴水库工程地基处理中得到了很好的应用。关键词：青山嘴水库工程 强夯1.工程概述青山嘴水库位于云南省楚雄市西北东瓜镇青山嘴村旁的龙川江上。青山嘴水库主坝最大坝高41.5m，

2、总库容10805.2×104m3，为大（2）型水库，工程等别为II等。青山嘴水库主坝坝址区广泛分布第四系冲洪积层，厚度4.513.5m，上部为粉土、粉细砂层，厚度2.55m，下部为砂卵砾石夹粉细砂、粘土及漂石透镜体；河床冲洪积层存在压缩变形，粉细砂层存在震动液化问题；坝基透水性较强，属中等强透水，其透水率q=77302Lu。坝基河床上部粉土、粉细砂层，采取全部清除处理，砂卵石层存在不均匀沉陷和震动液化问题，因而进行强夯处理。处理上游坝基范围29393，下游坝基范围26213。2.工程特点（1）、地质结构复杂，砂卵石层厚薄不均。（2）、力学指标离散性较大。（3）、地下水位较高。3.场地

3、布置现场布置六台50T的履带吊、二台20T的强夯机作为强夯机械，二台8T自卸运输货车，一台推土机、一台压路机、一台挖机配合施工。以保证施工进度和质量。（1）、施工用电从业主方提供的电源接出引至现场设置的配电房，供电线路采用380/220伏低压架空线路，导线为三相五线制，并按规范架设至用电位置， 线路走向严格按照规范要求架设。（2）、施工用水从业主方提供的水源接出引至现场。4.施工准备及技术准备（1）技术准备熟悉图纸，了解设计意图。认真做好图纸会审工作。认真做好试夯的技术数据资料。对进场班组进行质量、安全教育。新工艺、新技术的操作规程及措施的制定及贯彻实施。按施工图，结合现场实际情况及本工程施工

4、组织设计认真编制好切实可行的基础强夯处理施工方案。认真做好技术分级交底及安全交底。（2）测量控制准备现场由甲方给定的引测点，引出控制点进行定位。派专职人员负责该工程的测控工作，按国家现行标准，采用测量薄作测量记录。经纬仪、水平仪和钢卷尺经法定部门年检、周检，并有合格标识方可使用，专人专职集中保管使用。定位测量前复核控制点，准确无误后方可进行工作。定位测量后请建设单位签证认可，出现误差须请建设单位协调，不得擅自处理。 （3）物资准备根据工程需要，油料及其他辅料等各项材料需用量计划。材料设备应及时组织货源，办理订购手续，安排运输和储备。编制详细的施工图预算及施工预算，采购计划，确定材料的产地、来源

5、、供货渠道以及货物的采保、堆放场地。（4）施工机械设备准备维修、保养好各施工机械。准备适合强夯的夯锤、钢绳、夹具脱钩器等设备。本工程所使用的施工机械详准备用于本工程的主要施工机械设备情况表。5.强夯施工工艺及监测（1）平整场地及试夯平整场地：预先估计强夯后可能产生的平均地面变形，并以此确定夯前地面高程，然后用推土机平整。同时，认真查明强夯场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，尽量避开在其上进行强夯施工，否则应根据强夯的影响深度，估计可能产生的危害，必要时应采取措施，以避免强夯施工而造成损坏。场地要求基本平整，不能有坡度，因为起重机在夯锤脱钩后，吊臂会向后摆动的动作的作用力，如果起

6、重机坡地上强夯，会给起重机带来倾翻的危险。试夯：强夯施工前，根据初步确定的强夯参数，在现场由代表性的场地上进行试夯，并通过测试，与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，以便最后确定工程采用的各项强夯参数。若不符合设计要求，则应改变强夯参数。在进行试夯时也可采用不同设计参数的方案，进行比较，择优选用。试夯区域的选取。根据场地整平后填土所处区域、回填厚度及下卧土层的情况不同，可选取两块实验场地，进行试夯。铺垫层或降低底下水位遇地表层为细粒土，且地下水位高的情况，有时需在表层铺0.52m左右厚的松散性材料或人工降低地下水位。这样做的目的是在地表形成硬层，可以用以支承起重设备，确保机械通行和施工，由此可

7、加大地下水和地表面的距离，防止夯击时夯坑积水或夯击效率降低。（2）强夯步骤在整平后的场地上标出第一遍夯击点的位置，并测量场地高程。起重机就位，使夯锤对准夯点位置。测量夯前锤顶高程。将夯锤起吊到一定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。重复上述步骤4，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。换夯点，重复上述步骤2至5，直到完成第一遍全部夯点的夯击。用推土机将夯坑填平，并测量场地高程。在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实并测量夯后场地高程。强夯工法的加固顺序是先深后浅，

8、即先加固深层土，再加固中层土，最后加固表层土，根据上述强夯施工顺序，在最后一遍夯击完成后，用推土机将夯坑填平。因此夯坑以上的填土比较疏松，加上强夯产生的强大振动亦会使周围已夯实的表土层有一定程度的振松，所以，一般常在最后一遍夯完后，在以低能量满夯一遍。但在夯后工程质量检验时，常发现厚度1m左右的表土层，其密实程度要比下层土差，说明满夯没有达到预期的效果。这是因为目前大部分工程的低能量满夯，是采用同一夯锤低落距夯击，由于夯锤较重，而表层土因无上覆压力，侧向约束小，所以夯击时土体侧向变形大。对于碎石，砂土等粗颗粒和散体来说，侧向变形就更大，更不易夯密。由于表层土是基础的主要持力层，如处理不好将会增

9、加建筑物的沉降和不均匀沉降。因此，必须高度重视表层土的夯实问题。一般可在满夯时，采用小夯锤夯击，并适当增加满夯的夯击次数，以提高表层土的夯实效果。（3）施工监测强夯施工除了严格遵照施工步骤进行外，还应有专人负责施工过程中的监测工作。开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求。因为若夯锤使用过就往往因底面磨损而使重量减轻。落距未达设计要求的情况，在施工中也常发生。这些都将影响单击夯击能。强夯施工中夯点放线错误情况常有发生，因此，在每遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发生偏差或漏夯应及时纠正。施工过程中应按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。由于强夯施工的

10、特殊性，施工中所采用的各项参数和施工步骤是否符合设计要求，在施工结束后往往很难进行检查，所以要求在施工过程中对各项参数和施工情况进行详细记录。6.强夯施工做好强夯地基的上部结构设计后，就要周密的组织施工，以确保强夯加固地基的质量。首先施工人员必须从思想上加强重视，应把强夯加固地基视作建筑物的百年大计来对待，不得疏忽草率。（1）施工前的准备强夯加固地基开工前，应将河床上部粉土、粉细砂层全部清除并排除积水。在强夯区四周设置好排水沟，便于排泄大气降水。如地形起伏，就需要进行必要的现场平整工作，一般最好将整平后场地高出设计标高3050cm。对地下水在-2m以下的砂砾石地基，强夯时夯坑表面可以不铺设垫层

11、，直接在夯坑位置施行强夯；当地下水位较高的饱和粘性土和易于流动的饱和砂质土，夯击前需先铺一层砂砾石或碎石垫层，其垫层厚度一般可铺0.5m左右，或随铺随夯。做好强夯区的施工组织设计，内容应包括机具选择、人员组织强夯时起重机的行走路线及强夯方法和施工总平面布置、计划进度等。按建筑设计平面图进行夯点的测量放线，使每个夯击点测出标高，并做好记录。（2）强夯施工设备、工具的配备 根据我司以往的施工经验，强夯设备和机具主要由起重机械、夯锤、自动脱钩装置和约束牵引机械四部分组成。起重机械：目前我国在强夯法试验与施工中，尚无专用起重机械，履带及轮胎起重机代用。在选用起重机时，起重能力应比锤重大23倍。夯锤：全

12、铸钢的夯锤。圆形，为了减少夯锤底面的真空吸附力，锤中留有孔道作为下面通气孔。脱钩装置：自动脱钩装置是根据我国国情（缺乏大吨位起重机，不能采用单缆起吊）而设置的一种行之有效的落锤装置，可使小吨位起重机也能进行强夯施工。自动脱钩原理是：将脱钩钢丝绳一端栓在开钩锁柄上，另一端通过固定在吊钩上的滑轮栓在吊杆底支座附近。当吊钩套入夯锤环，并将夯锤提升到预定高度，脱钩钢丝绳绷紧带动开钩锁柄，夯锤在重力作用下脱钩自由下落，夯击地基。牵引约束机械：位防止吊臂在较大仰角下突然失重，产生后倾，一般采用东方红推土机牵引钢丝绳约束吊杆，以确保在使用中安全可靠。劳动定员：搞强夯施工需要专门组织人员，并建立各工种的岗位责

13、任制。使各项工作都在每个岗位上落实，以提高工效，保证强夯地基的质量核安全。 （3）强夯施工施工方法：强夯施工时的工艺特点是将重锤吊至要求高度后，使夯锤自动脱落，对地基施行强力夯击，以达到加固地基的效果，如此重复夯击1012击，夯击完成一点后使转至下一个坑位。每次夯击后都应对夯坑的下沉量进行测量和记录。每遍夯击完成后，用推土机将夯坑推平，并重新放样，再进行下以遍夯击。如此往复夯击，直至最后两次夯击的平均下沉量小于510cm时为控制标准。夯击要求是：夯锤落地距离要求一致，夯锤落点要求准确，控制标准必须严格，测量记录一定要完整。全部夯击完成后，再建筑物范围内再进行一次低能量的满夯，至此完成了全部的满

14、夯施工。夯打顺序要同起重机行走路线结合起来统一考虑，既要提高起重机的运行效率，加快施工速度，又要保证强夯地基的质量。根据施工实践证明：夯击点以双列布置，起重机自夯坑之间进场，采用左右两侧轮夯的办法进行强夯，这是较好的夯击路线。第一遍：能级采用4000KN.M，采用梅花型布置夯点，间距2.5D（D为夯锤直径），隔行跳打，最后两击的平均夯沉量不大于150mm。第二遍：能级采用4000KN.M，夯点布置在第一遍夯点之间，以最后两击的平均夯沉量不大于150mm作为控制参数。第二遍夯击待第一遍夯击产生的超静孔隙水压消散后进行。第三遍：低能量满夯一遍，采用1000KN.M，锤印搭接1/3，每点击23击。第

15、三遍夯击待第二遍夯击产生的超静孔隙水压消散后进行。每遍施工完毕后用推土机推平场地。为保证上部回填效果，第三遍施工完毕场地推平后，用压路机碾压4遍。（4）现场测试与加固质量检验在强夯施工时，应配合进行系统的现场观测工作，其目的是：（1）了解强夯施工地基土的加固效果，确定合理的强夯施工参数，当发现不正常现象时，能及时分析原因，采取措施保证强夯的质量，防止发生工程事故；（2）为强夯加固地基积累资料，总结经验，进一步为设计、施工及科学研究提供数据。目前现场测试的项目有以下几种：夯击点及其夯坑周围土体变形观测每夯击一次，都应及时用水准仪，测量出夯击坑的沉降量和夯击坑周围土不同点的相对沉降量，从而了解周围

16、土体的降起量和挤出量，再通过等沉降曲线的分析，能及时掌握各处土的加固情况。夯击坑的容积减去土体隆起量，即得土体夯击后的压缩体积，计算公式如下：V压=V容-V降V压土体夯击后得压缩体积（m2）V容夯击坑得容积（m2）V降地基土隆起得体积（m2）所有各夯击点压缩体积之和除以夯击场地得面积，即得场地得平均沉降量：压h平均= 式中h平均夯击场地平均沉降量（m）夯击场地得面积（m2）原位测试现场原位测试式用来检测强夯地基得加固效果，目前国内常用得方法有以下几种：、标准贯入实验用于强夯的标准贯入实验有中型、重型二种，一般采用中型的较好，它的主要设备由触探头、触探杆和穿心锤三部分组成。触探杆一般采用直径.m

17、m的钻杆，穿心锤重kg ，其落距为cm将触探头打入地下，记下每打入mm 深度的锤击数： ×（cm）式中：任意贯入量的锤击数对应锤击数下的贯入量。当钻杆长度大于m时，应按岩土工程地质勘察规范（）有关规定进行校正，这项实验应分别于夯前和夯后进行。、相对密度检测：按土工试规程进行标准试验。测定其相对密度。（5）安全施工和注意事项强夯施工时由于夯锤起落频繁，现场工作量又较大，位了保证搞好安全施工，应做好以下几方面的工作：强夯区在施工前应设置铁丝网，严禁非操作人员出入；起重机 操作室挡风玻璃前，应设防护网遮挡，并设一个 30cm×30cm的铁丝网观察孔，以便司机操作。强夯前，应对邻近

18、夯击区已有工程，如电杆、地下电缆和管线等进行调查，严防情况不明，盲目施工，造成强夯时破坏地下电缆和管线等。为防止起重机吊臂在强夯时突然释重，产生后倾，一般采用推土或地锚牵引钢丝绳约束吊杆，以确保使用中安全可靠。夯锤起吊后严禁操作人员从夯锤下方通过。当夯锤上升接近脱钩高度时，起重车司机要注意观察，夯锤脱钩起重车要停止卷扬；夯锤脱钩如发生故障是，起重指挥人员必须立即发出信号，并将夯锤降落，判明原因后再进行处理。拉锤人员距行击点要保持在15m以外，拉锤时禁止将拉绳绕在手上，以防万一锤摆动时脱手不及造成危险。强夯一端时间后（一般在1000次夯击左右），起重机应进行保养，要检查机械设备、动力线路、钢丝绳

19、磨损等情况，并着重检查调整回转台平衡钩轮导轨的间隙，避免加大平衡钩的冲击荷。为保证施工安全，现场应有专人统一指挥，并设安全员负责现场的安全工作，坚持班前的安全教育。（6）质量标准及保证措施质量标准强夯施工按强夯地基技术规范（YSJ209-92）；建筑地基处理技术规范（JG79-2002）设计施工图、设计交底、会审纪要等技术文件。保证措施1）严格按工艺规定进行施工，遵守工艺纪律及安全技术措施。2）质量保证体系正常运转。3）各道工序分工明确，落实到人。4）合理安排施工进度和各道工序之间的连接，合理解决进度与质量检验之间的关系。5）工程技术人员、专职检验人员、小组施工人员要层层把好质量关，把质量问题

20、消灭在制造过程中。质量管理为确保工程质量，增强公司信誉，施工过程中，我公司将严格执行建筑地基处理技术规范（JG79-2002）严格贯彻和执行设计要求。施工过程中从以下三个方面控制好工程质量：1）事前控制、根据设计图纸，会同相关单位认真搞好图纸会审，并对工程技术人员、检验人员、小组施工人员做好技术交底，做到层层把好质量关。、认真组织施工，拟订合理的施工方案和质量技术保证措施。2）事中控制、工序与工序间严格按工艺流程做好交接检查，上道工序未经检验合格不得转入下道工序施工。.施工只因各种原因要变更设计时，应先由设计部门签署意见后才能施工。.施工中出现异常情况时，必须采取有效措施处理后再继续施工。3）

21、事后控制强夯的每个夯击点完成后，认真做好检验记录。在一区域和一遍夯击完成后，将记录资料整理，交甲方和监理报验。质量保证措施：各阶段施工都必须建立完善的质保手册，其内容包括：各施工项目的规范性，保证达到这一目标的措施，施工难点的解决办法，质量事故的处理，变更，修改的质量保证等。各专业施工技术人员必须严格执行质保手段，负责给班组（操作人员）进行技术交底，明确所达到的目标。施工过程中积极与操作人员配合，及时对所施工的项目进行技术复核。如：标高、轴线、沉降量等。技术人员应对每天的工作进行早上交底，安排，中间检查、调查，晚上作记录，文字资料，应当日完工完善，现场发生的技术问题应能及时解决，疑难问题或难以达到质量要求的部位，应与技术总负责人交流，找出解决办法。班组操作人员应持证上岗，岗位技能必须达到该工程的规范要求。施工过程中必须按操作规程作业，每一节点完毕后自己应进行自