浅析南水北调安阳段地基加固的几种施工方法

□李学军 □马树军（河南省南水北调中线工程建设管理局安阳段建设管理处）

0 引言

南水北调安阳段地处湿陷性黄土地质带，局部存在沙土液化地质。设计中以强夯、重夯和挤密碎石桩地基处理加固方式为主，部分结构物采用挤密灰土桩、夯实水泥土桩、置换填土等。结合工程施工情况，浅析几种施工方法优劣。

1 工程概况

南水北调安阳段安阳段总长40.26 km，其中渠道长39.30 km，建筑物长0.96 km，渠线穿越大小河流19条，沿线共布置各类交叉建筑物76座，其中河渠交叉3座，左岸排水16座，渠渠交叉9座，分水口门2座，公路交叉43座，铁路桥1座，节制闸和退水闸各1座。

2 强夯、重夯地基处理加固

设计目的：消除渠道黄土地基湿陷性、消除沙土液化。

采用范围：总干渠渠道存在湿陷性黄土、消除沙土液化的大部分地段。

施工方法：①清理并平整施工场地，标出第一遍点位置，并测量场地高程；②起重机就位，夯锤置于夯点位置，测量夯前锤顶高程；③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，放下吊钩，测量锤顶高程，及时做好现场记录。若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；④重复③步骤，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成1个点的夯击；⑤换夯点，重复步骤②至④，完成第1遍全部夯点的夯击；⑥用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；⑦在第1遍夯击间隔时间超过7d后，按上述步骤完成第2遍夯击，第3遍用1000 kN·m满夯，将场地表层松土夯实，平整并用压路机压实，达到基面验收要求。

工程效果：施工完成14d后，进行钻孔取样检验。每一孔位置检测1、2、3、4、5、6、7 m即处理深度范围内土层的湿陷性系数。结果显示：其湿陷性系数均小于设计要求的0.02，土质湿陷性、液化性完全消除。

经济投资：在量化效应下，较多的工程量，分摊的机械设备进出场费，检测费用等较少。强夯25.24元/m2，重夯15.54元/m2，总工程量超过90万m2，则相对较低。

社会效益：强夯、重夯施工方法适合于大面积处理湿陷性黄土和沙土液化地基，价格低廉，工程成本最低，影响工程质量的湿陷性、液化性消除彻底，工程效果好。但由于施工中产生沉降，增加填土用量，相应要利用耕地，靠近村庄较近部位，而施工中夯击地面，产生较大震动，影响房屋安全，易发生扰民事件，也容易引发群众阻挠工程建设，引发不和谐因素。

3 挤密灰土桩地基处理加固

目的：消除渠道黄土地基湿陷性，提高地基承载力。

采用范围：张北河导流沟跌水基础位置因强夯外边线距离村庄＜50m，影响房屋安全，并遭到村民强烈阻挠施工的地段,属于设计调整。

施工方法：消解生石灰，按配比拌制灰土焖料，清理基面，平整场地，施工放样，桩机定位，沉管打孔，孔底夯实，分层回填灰土并夯实，移动机具至下一桩施工；整平场地，测量标高，并及时整理施工记录。

工程效果：现场检验，在非结构物位置挤密灰土桩布设均匀，按1%频率抽样钻孔，桩体密实完整，桩长符合设计要求。桩间土1%频率抽样，在孔之间形成心点附近，成孔挤密深度内，土的平均干密度与其最大干密度的比值＞0.88，湿陷性消除；在结构物位置，按要求共选取3处，每处选取4个相邻桩为一检测组，符合地基承载力检测结果均超过设计要求的170kPa。

经济投资：渠道临近村庄的局部地段，新增工程量很小，分摊的机械设备进出场费，检测费用等较多，挤密土桩单价为307.69元/m3，总工程量只有3510m3，则相对较高。

社会效益：单一的震动沉管，较轻的锤击震动，产生的地面震动轻微，对附近村庄房屋没有影响，消除了群众阻挠施工因素，达到了和谐稳定。

4 挤密碎石桩地基处理加固

目的：消除渠道地基沙土液化。

采用范围：总干渠渠道存在沙土液化地质地段。

施工方法：清理基面，平整场地，施工放样，桩机定位，沉管打孔，填充碎石，移动机具至下一桩施工；整平场地，测量标高，并及时整理施工记录。

工程效果：现场检验，挤密碎石桩布设均匀，抽样开挖后外露桩体密实，桩体完整，桩长符合设计要求。桩间土抽样标准贯入检测，原状土和成桩后桩间土标准贯入击数得到了明显提高，土质液化性完全消除。

经济投资：在量化效应下，较多的工程量，分摊的机械设备进出场费，检测费用等较少。挤密碎石桩单价为186.52元/m3，总工程量达到4.12万m3，则相对较低。

社会效益：施工过程中因没有产生水平沉降，故不需要增加填筑土方，没有占用基本耕地。单一的震动沉管，较小的冲击功率，产生的地面震动轻微，对附近村庄房屋没有影响，施工环境和谐稳定。

5 夯实水泥土桩地基处理加固

目的：消除渠道黄土地基湿陷性。

采用范围：总干渠渠道局部位置因强夯外边线距离村庄＜50m，影响房屋安全，并遭到村民强烈阻挠施工的地段,属于设计调整。

施工方法∶清理基面，平整场地，施工放样，桩机定位，沉管打孔，分层回填素土，移动机具至下一桩施工；整平场地，测量标高，并及时整理施工记录。

工程效果：现场检验，挤密土桩布设均匀，按1%频率抽样钻孔，桩体密实完整，桩长符合设计要求，桩体土平均压实系数＞0.97。桩间土1%频率抽样，在孔之间形成心点附近，成孔挤密深度内，土的平均干密度与其最大干密度的比值＞0.88，湿陷性消除。

经济投资：渠道临近村庄的局部地段，新增工程量很小，分摊的机械设备进出场费，检测费用等较多。挤密土桩单价为237.21元/m3，总工程量只有4004m3,则相对较高。

社会效益：单一的震动沉管，较轻的锤击震动，产生的地面震动轻微，对附近村庄房屋没有影响，消除了群众阻挠施工因素，达到了和谐稳定。

6 置换填土地基处理加固

目的：消除渠道黄土地基湿陷性。

采用范围：总干渠渠道局部因高空电力线路形成的施工障碍地段。

施工方法：清理基面，施工放样，用挖掘机配合自卸车一次性开挖至设计处理地面，堆于附近平整场地备用，处理基面，分层回填压实，并作好施工记录。

工程效果：分层回填碾压完成后，按一定比例抽检，每层处理深度范围内的压实度均大于设计的98%，湿陷性系数均小于设计的0.02，土质的湿陷性系完全消除，满足设计要求。

经济投资：土方开挖7.88元/m3，土方填筑10.85元/m3，换算到影响的处理面积，达到74.75元/m2，工程投资有所增加。

社会效益：工程施工过程中沉降不明显，不需要增加填筑土方，没有占用基本耕地。压路基震动轻微，对附近村庄房屋没有影响，施工环境和谐稳定。

7 结语

安阳段在湿陷性黄土、沙土液化地基加固施工中，通过灵活运用不同的技术施工方案，解决了各种突出矛盾，实现湿陷性黄土、沙土液化地基加固目的，达到设计要求的条件。