强夯法在张峰水库输水工程中的应用

2012-05-04潘永波

山西水利 2012年7期

潘永波

（山西省张峰水库建设管理局，山西晋城 048215）

1 工程概况

张峰水库位于晋城市境内，年可向晋城市提供2亿m3的优质水，被誉为晋城市的“生命工程”。输水总干末端调蓄水池位于高平市外环东路以西，南韩庄村外东南侧的冲沟内。调蓄水池设计为半挖半填式，池底半径113m，池顶半径146m，总深度11m，容量48万m3。水池采用圆台形土工膜防渗结构，蓄水池坝体及池底处于非自重湿陷性场地，湿陷等级为Ⅱ级。为保证大坝安全，采用强夯法对坝基进行加固处理，消除其湿陷量。地基强夯处理位于蓄水池南侧坝体填筑部位，分3个区域，Ⅲ区为6000kN·m单击夯能，Ⅰ区和Ⅱ区为4000kN·m单击夯能，处理后的地基承载力要求达到250kPa，湿陷系数小于0.015，有效加固深度6～8m。

2 工程地质情况

场地地表为0～2m厚的第四系全新统洪积（Q4pl）低液限黏土，分布于沟底表层；表层下为4～28m厚的上更新统洪积（Q2pl）低液限黏土，沟底及下游侧埋深大，两岸及沟顶埋深浅；下伏基岩为石炭系中统本溪组砂岩及泥岩。场地内低液限黏土层具有湿陷性且分布规律性不强，需进行消除湿陷性地基处理。

3 施工方法

3.1 强夯试验

3.1.1 试验区域选择

首先进行强夯试验，结合现场情况并对土质比较后，6000kN·m试验选定在Ⅲ区，在北京坐标系中，坐标点为 X:3962284.36，Y:620994.723 附近，4000kN·m试验选定在Ⅱ区，坐标点为 X：3962264.339，Y：670950.849附近。

3.1.2 强夯试验施工

机械选用QUH32型履带式起重机，主杆高25m，门架高23m，夯锤重33t，夯机自重52t，锤底面积为5.3m2进行强夯试验。Ⅲ区夯锤自18.2m高度下落，Ⅱ区夯锤自12.2m高度下落。

Ⅲ区主夯采用6.5m×6.5m正方形布点，第一遍主夯夯至每点最后两击，平均夯沉量在10cm以内时停夯，随后进行下一点的施工。第一遍全部夯点完成后，推平夯坑；待间隔期满后，按同样步骤进行第二遍主夯施工；最后进行2000kN·m能级的满夯施工，每点夯击两次，锤印搭接1/4，夯击完成后推平夯坑。

Ⅱ区主夯施工采用6m×6m正方形布点，第一遍主夯夯至每点最后两击平均夯沉量在5cm以内时停夯，剩余工序同Ⅲ区。

试夯结束7d后，对试验区的工程质量进行检测，每一施工区域分别采用地基承载力检测、湿陷性系数检测和干密度检测。经检测，所有指标全部满足要求，最终确定强夯施工参数，见表1。

表1 强夯施工参数

3.2 强夯施工

确定施工参数后，开始正式强夯。在强夯过程中严格按照试验施工工序进行，并严格控制试验参数，施工中两台QUH32型履带式起重机，配33t夯锤进行主夯；一台W1001型履带式起重机，配20t夯锤进行满夯。

针对该工程强夯区高程不在同一高程平面的实际，施工时采用先在台阶上部边缘部位布点进行夯击，夯击完成后采用液压反铲挖掘机将台阶边缘挖除，挖除宽度为台阶上部夯点边缘以外所有部位，然后在台阶上部布设第二遍夯点，确保不漏夯。个别小面积台阶部位直接采用装载机将边角部位进行清理，清至与下部平台同一高程后再进行地基加固处理。

个别土质为淤泥（腐质土）的部位，采用干土置换法置换淤泥（腐殖土）后，再进行地基强夯处理。

4 施工质量控制

4.1 质量检测

强夯荷载检测12组，结果均在250kPa以上，满足设计要求；探井开挖17个，试验结果表明，夯区Ⅰ，Ⅱ自起夯面以下6.0m深度范围内、夯区Ⅲ自起夯面以下8.0m深度范围内湿陷系数均小于0.015，湿陷性全部消除，满足设计要求；干密度共检测146组，满足规范要求。检测结果表明，工程质量满足设计及规范要求。