沙漠无雨地区水坠沉砂地基处理施工工艺

赵洪魁

摘 要：本工艺从现场施工出发，比较详细的介绍了安哥拉纳米贝项目水坠沉砂地基处理施工工艺流程，总结了水坠砂工艺施工控制要点，为沙漠地区房建地基处理工程提供技术参考。

关键词：最大干密度；最优含水量；试验段；击实试验

1 工程简介

纳米贝工程项目（以下简称本工程）属安哥拉十万套RED住房项目建设计划的其中之一，本工程位于安哥拉纳米贝省，分为PRAIA AZUL普莱亚和CINCO DE ABRIL阿卜利奥两个地块，建筑面积42万平方米，包括社会住房，供水，供电，道路等基础设施和学校、商业配套等社会设施。

依据本工程详勘报告，纳米贝地区常年干旱少雨的气候条件，植被覆盖率低，拟建场地地基土主要由细砂、中砂、圆砾及泥灰岩组成，各地基土层分布基本连续，在竖直方向上细砂层自上而下密实度逐渐增加，呈稍密～中密状态，可作为天然基础持力层，如细砂层承载力不能满足设计要求，可考虑采用水坠沉砂法进行处理。

2 主要机具准备

2.1 机械

挖掘机、装载机、自卸汽车、压路机、水车。

2.2 施工工具

水准仪、经纬仪、施工线、铁锨、小推车、电夯。

2.3 试验工具

环刀、烘烤箱、天平、台秤、标准击实仪。

3 现场作业准备条件

3.1 现场取样试验，分区块确定最大干密度和最优含水量

施工前，现场分区块取土样，确定最大干容重和最优含水量。为减少粒径差异性对测定结果的影响，每个区块取土样两份，分别测定，对于粒径≤20mm的土，采用轻型击实试验；粒径≥20mm且≤40mm的土，采用重型击实试验确定。

3.2 土方调配

结合土方工程施工图，计算各区块挖、填方量，综合考虑土方运距最短，运程合理和合理施工程序等，做好土方平衡调配，减少重复挖运。

3.3 清理表层土

开挖前，清除表层平均300mm厚的砂土，运至规划地点有组织堆放，合理适时地均匀填于公园、户内庭院绿化及其它绿化用地处。

对于符合回填要求的表层砂土，基坑两侧留足回填用砂，其余运出场区，集中堆放。不同类型砂土材料不得混杂堆放。

3.4 试验段

选择最大干密度差异比较大的区块，进行试验段测试，通过试验确定铺土厚度、碾压遍数、含水量的区间范围，指导后续施工。

3.5 准备好水源

施工场地无市政水可用，且取水点较远（相距约3公里），为保证水坠砂施工过程中水量充足，安排东风20吨水车9辆，华威10吨水车3辆，不间断拉运淡水，以满足工程需要。

4 工艺流程及操作要点

4.1 基底处理工艺流程

机械开挖 → 验槽 → 基底清理→ 洒水碾压 → 基底检测 → 下步工序施工。

4.1.1 机械开挖

定位放线，确定开挖范围，周边超出基础边线2.5m，洒白灰线，按白灰线开挖基坑，从一端或两端逐渐向前开挖，至设计基底标高20厘米时，由人工配合平整至设计基底标高。

4.1.2 验槽

由工程部、监控办、施工单位共同验槽， 确认基坑的位置、平面尺寸、坑底标高及基底土质。

4.1.3 基底清理、洒水碾压、检测

人工清除基底杂物，均匀洒水，待基底无明水，可采用LSD218H压路机（18吨）碾压，静压2至3遍，进行环刀取样检测，待地基压实系数达到设计文件要求，就可进行下一步工序。否则，增加碾压遍数，直到取样检测合格。

4.2 水坠回填工艺流程

测量放线 → 拉运土方分层回填 → 装载机摊土粗平 → 分格浇水 →压路机碾压 → 边角砂土处理 → 质量检测 → 下步工序施工。

4.2.1 测量放线

为提高压路机使用效率，本工程中地基处理采用划分区段进行，区段范围长度为60米，宽度为12米。在地基两侧边线超出基础边线1.5m，每20m定一钢筋桩，用来控制每层回填砂土厚度。钢筋桩采用Φ16钢筋，长度为2米左右，上面间隔 30厘米涂刷红漆，用水准仪校正基底标高，在桩上缠绕黄色胶带，以示标记，桩上插红色三角测量旗帜。

4.2.2 虚铺厚度

本工程分层回填砂土时，底面铺设在同一标高上，回填砂土中不得含垃圾和杂物，通过试验段确定，每层的回填厚度控制在25至30厘米。

4.2.3 每层运土数量控制

施工前，根据每层的虚铺厚度和铺土面积，计算每层砂土计划所需砂土方量，确定车数和卸车间距。每层上土前，在钢筋桩上做好标记，按照标记控制虚铺厚度。

4.2.4 垫层底标高控制

每层回填砂土前，对钢筋桩上标高进行检测，随时纠正标高偏差，控制每层砂土的平整度。

4.2.5 整平和浇水湿润

为了便于虚铺厚度的控制，整平采取边上土边整平的方式，采用装载机进行粗平。

粗平完成后，依钢筋桩虚铺厚度标示，拉线找平，对虚铺砂层设人工找平点，5米一个，采用陪砂土标高墩的方法，呈梅花状布置，表面平整度误差不超过5厘米。

粗平后，分格设围堰浇水，分格宜为5m*5m，围堰高度不低于 30 厘米，宽度也不小于 30 厘米，所设围堰上下层应相互错开，上下层水坠错开宽度应不小于 2米。

储水：围堰设置好后开始放水，放水必须连续进行，放水时水流流速应稍大，砂基顶面上的水深应不小于 20厘米。待水储满整个分格，目测水面下沉缓慢，不再有细微气泡冒出时，即可停止给分格进水，每分格约5立方水。

4.2.6 压路机碾压

当分格内砂土层不见明水，闷水（分散水分）约1至1.5小时后，开始检测含水率，每半小时测一次，比对各区块最优含水率，待其略高于最优含水率时（约3%），方可以开始组织碾压。

本工程采用LSD218H压路机碾压，碾压原则：先轻后重、先稳后振、先慢后快、轮迹重叠，碾压行驶速度最大不的超过 2km /小时 。

碾压时，先经过1至2遍静压后，再进行打振动碾压，采用高频低振方式，压实遍数保证在6至8遍，有时轮痕较明显，采用单钢轮压路机静压2遍，便于消除轮痕，保证表层碾压密实。

碾压时，宜采用纵向进退式进行，直线段由两边逐渐压向中间；碾轮每次重叠宽度约40厘米至50厘米，避免漏压。运行中碾轮边距填方边缘应大于50厘米，以防发生溜坡倒角。

前后相邻两区段（碾压区段与前后区段）纵向重叠 1.5m至2m，达到无漏压、无死角，碾压均匀，区段间横向接缝在碾压时，使用的是光轮压路机，这样避免在接缝处转向。

碾压一层完成后，采用人工或装载机将表面拉毛，防止砂层过快失去水分，当砂层表面太干时，应洒水湿润后才能回填，以保证上、下层结合良好。

4.2.7 边角、边坡边缘部位处理

对于压路机无法碾压的边角，施工中可适当洒水后，采用打夯机夯实，首遍各夯位靠紧，如有间隙，则控制在15厘米以下，次遍夯位应压在首遍夯位的缝隙上，必须防止漏夯，每层夯实后应取样检测其压实度。

4.2.8 检测

碾压完毕（现场控制中，一般以压至轮子下沉量，不超过1厘米至2厘米为度），采用环刀检测法，立即做密实度试验，下层水坠经检测合格后，即进行上层砂土的摊铺工作。如试验不合格时应加遍碾压。检测合格，满足设计要求后，可进行下层施工。

依照此循环进行逐层水坠，直至达到垫层设计标高以上5厘米处。

5 工程质量控制标准

5.1 主控项目

5.1.1 机械开挖至设计基底标高20厘米时，由人工配合平整至设计基底标高，严禁使用机械超挖。

5.1.2 基坑开挖完成后，必须经过相关人员验槽，确认无误后才可进行基底碾压。

5.1.3 水坠沉砂分层虚铺厚度严格控制在30厘米以下。

5.1.4 控制各砂土层在最优含水率下碾压。

5.2 一般项目

5.2.1 压路机碾压方法，先静压，后振动碾压。

5.2.2 边角、边缘部位密实。

6 施工中需要注意的质量问题

（1）挖机挖土自上而下进行，不得掏挖或超挖。（2）分区块取砂土土样，做击实试验，一定要具有代表性。（3）分格内无明水后，不间断的进行环刀取样测试含水率，保证砂层在最优含水率下碾压密实。（4）采用压路机过度碾压反而造成粉砂土表面松散，压实度下降，时刻检测砂层碾压下沉值。（5）通常提高频率和振幅可以提高压实力，改善压实效果，但是频率和振幅过高反而会降低压实效果，其原因是振动轮在过大的振动强度作用下脱离了地面，使表层受到不规则冲击和过度碾压，密实度降低。（6）碾压速度不能过快，如果压实速度过快，压路机在一定长度的振动压实次数太少，在砂层表面表层会形成波纹。（7）在碾压过程中合理调节压路机振幅，避免砂层密实，钢轮起跳，损坏设备。（8）碾压时，若压实遍数超过10遍，应考虑减少砂土铺土厚度。

7 施工效果总结

7.1 本工程施工水坠砂面积709500平方米，回填用砂量约340560立方米，取样控制点18962个，初步检测合格点15374个，经二次整改合格点1794个，合格率100%，在同一条件下，H3、H4户型静载试验地基承载力达到140Mpa，完全满足设计要求。

7.2 由于采用原土砂回填，避免了传统中粗砂，大幅降低了成本，取得了较好的经济效益，同时，为在沙漠或类似地质条件下的地基处理，积累了大量实例经验。

参考文献

[1] 建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）.

[2] 土工试验方法标准（GBT 50123-1999）.

[3] RED纳米贝-4000项目施工图纸，2012.

[4] RED纳米贝-4000项目勘察报告，2012.

[5] 建筑施工手册（第四版）缩印本[M].中国建筑工业出版社，2003.