徐曉光

（山西鐵龍水利水電工程有限公司，山西 太原 030045）

1 工程概況

尚希莊水庫是山西省引黃入晉工程北干線上的一座中型供水調(diào)蓄水庫，水庫壩基地層為濕陷性黃土，浸水濕潤(rùn)易發(fā)生濕陷變形，產(chǎn)生不均勻沉陷，破壞建筑物穩(wěn)定，黃土地基的濕陷性成為水庫的主要地質(zhì)問題之一，因此在濕陷性黃土地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)必須對(duì)壩基場(chǎng)地的濕陷類型和地基的濕陷等級(jí)按工程建設(shè)需要進(jìn)行地基處理。

尚希莊水庫呈東北—西南向的橢圓形狀，庫區(qū)地形平緩，總體西北高，東南低，水庫大壩壩型為環(huán)形布置，壩軸線總長(zhǎng)3992.6m，最大壩高17.0m，壩頂寬6.0m，總庫容1120.21萬m3，調(diào)節(jié)庫容1005.00萬m3。

尚希莊水庫位于中國濕陷性黃土工程地質(zhì)分區(qū)的Ⅳ山西冀北地區(qū)，壩基土主要為第四系上更新統(tǒng)低液限黏土、低液限粉土及粉土質(zhì)砂，均具濕陷性。根據(jù)勘察結(jié)果，確定壩基土具濕陷性，清基后壩基為非自重—自重濕陷性場(chǎng)地，濕陷土層下限深度1.5～12.5m，濕陷等級(jí)多為Ⅰ級(jí)（輕微）、Ⅱ級(jí)（中等），局部為Ⅲ級(jí)（嚴(yán)重）。濕陷等級(jí)為Ⅰ級(jí)（輕微）的濕陷土層厚度0.5～7.0m，平均厚度約3.3m；濕陷等級(jí)為Ⅱ級(jí)（中等）的濕陷土層厚度3.6～12.1m，平均厚度約7.5m，濕陷等級(jí)為Ⅲ級(jí)（嚴(yán)重）的濕陷土層厚度10.4m。

2 質(zhì)量控制措施

2.1 素土擠密樁工藝

一是成孔采用隔排隔點(diǎn)法施工。由于在施工過程中錘擊成孔、夯擴(kuò)成孔及夯填過程中的震動(dòng)較大，導(dǎo)致孔間距最大僅1.4m，其他樁孔坍塌。二是孔位采用梅花形布置。素土擠密樁主要依靠管樁和線錘在成孔過程中擠壓樁間土和夯實(shí)回填土使壩基達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度。梅花形布孔是壩基達(dá)到密實(shí)度最佳的布孔方式。三是素土擠密樁施工流程為清除整平施工場(chǎng)地、控制點(diǎn)測(cè)量放樣、樁機(jī)就位、復(fù)測(cè)樁點(diǎn)、成孔施工、孔底夯實(shí)、土料檢測(cè)、成樁質(zhì)量檢測(cè)等。

2.2 施工參數(shù)試驗(yàn)

為保證施工質(zhì)量，施工前期進(jìn)行兩個(gè)區(qū)域的參數(shù)取樣試驗(yàn)，分別使用柴油錘擊沉管成孔法和線錘沖擊夯擴(kuò)成孔法。根據(jù)兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)的檢測(cè)結(jié)果，最終確定施工參數(shù)。夯填材料取工程施工現(xiàn)場(chǎng)的低液限粉質(zhì)黏土。夯填機(jī)械采用夾桿錘和線錘。夾桿錘錘重要求大于150 kg，提升沖擊高度大于0.6m，夯填每次填土10 cm，夯擊3次；線錘錘重要求大于300 kg，提升沖擊高度大于2.0m，夯填每次填土40 cm，夯擊6次。

2.3 孔位質(zhì)量控制

素土擠密樁孔位采用全站儀配合鋼尺進(jìn)行孔位放樣，利用全站儀放樣同一排孔兩邊的孔位，并作為控制點(diǎn)，利用鋼尺分別測(cè)量中間孔的孔位，然后進(jìn)行全站儀抽檢復(fù)測(cè)，保證孔位的偏差符合設(shè)計(jì)要求。樁機(jī)就位后進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保樁位偏差度不超過50 mm。

2.4 孔斜質(zhì)量控制

樁機(jī)就位進(jìn)行整平、調(diào)直，利用水平尺調(diào)直管樁，確保樁身垂直度不超過1.5%，成孔后利用測(cè)斜儀進(jìn)行孔斜質(zhì)量檢查。

2.5 錘擊沉管成孔質(zhì)量控制

在錘擊成孔過程中，必須嚴(yán)格把控成孔深度、直徑、垂直度。

孔深控制：在樁管上標(biāo)記深度刻線，在管樁下沉過程中孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求，拔出樁管后利用測(cè)繩進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保成孔質(zhì)量。

直徑控制：以直接控制管樁直徑，確?？讖劫|(zhì)量。

垂直度控制：利用水平尺或經(jīng)緯儀直接控制樁機(jī)及樁管的垂直度，確保在管樁下沉過程中垂直成孔。

2.6 材料質(zhì)量控制

施工填筑材料就地取材，以庫區(qū)中的純凈黃土、粉質(zhì)黏土、粉土為主材。施工時(shí)先將原始地貌中的表層土清除50 cm后進(jìn)行使用；土料中有機(jī)質(zhì)含量不能超過5%，且不能使用塑性指數(shù)超過17的黏土和小于4的沙土；土料中不能夾有磚塊、瓦礫、生活垃圾、雜土、凍土或膨脹土；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定土料的含水率，通過實(shí)驗(yàn)獲得土料含水率達(dá)到10.5~13.1時(shí)達(dá)到最佳壓實(shí)效果，且經(jīng)過擊實(shí)試驗(yàn)得出填料的最大干密度達(dá)到1.79?，F(xiàn)場(chǎng)配置臨時(shí)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行土樣的質(zhì)量檢測(cè)，確保土質(zhì)質(zhì)量、含水率等指標(biāo)符合相關(guān)規(guī)范要求。

2.7 夯填質(zhì)量控制

夯填機(jī)械采用夾桿錘和線錘等夯填設(shè)備，夯填土料前必須保證夯錘垂直落入孔底，并對(duì)底部進(jìn)行夯實(shí)，直至孔底發(fā)出清脆的夯擊聲音后進(jìn)行回填土料夯實(shí)?；靥钔亮媳仨毴斯げ僮?，嚴(yán)禁機(jī)械設(shè)備進(jìn)行土料回填，以避免一次性填料過厚，影響夯填質(zhì)量。

2.8 施工難點(diǎn)及控制措施

在施工過程中主要存在兩方面問題：一是為確保最優(yōu)含水率達(dá)到12.9%，必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)土料檢測(cè)，達(dá)不到指標(biāo)要求時(shí)，可采取以下措施：現(xiàn)場(chǎng)材料進(jìn)行提前灑水；在料場(chǎng)清除地表土后，進(jìn)行簡(jiǎn)單的圍堰，圈出一個(gè)區(qū)域進(jìn)行灌溉，達(dá)到指標(biāo)要求后進(jìn)行取土。二是樁位控制點(diǎn)的保護(hù)。在施工場(chǎng)地主要為大型機(jī)械設(shè)備施工，且自卸汽車在場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行土料運(yùn)輸，這樣會(huì)經(jīng)常損壞樁位控制點(diǎn)，經(jīng)常放線增加工作強(qiáng)度，影響工程進(jìn)度。這種情況下主要采取在控制點(diǎn)上打孔灌入白灰再插入竹棍的方法，避免工程機(jī)械設(shè)備的碾壓、掩埋找不到樁點(diǎn)的問題，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，加快工程進(jìn)度。

3 質(zhì)量檢測(cè)

素土擠密樁的質(zhì)量檢測(cè)主要檢測(cè)樁身的壓實(shí)度和樁間土的干密度，檢測(cè)方式為在梅花形樁間進(jìn)行人工挖探井。在成孔的探井中進(jìn)行檢測(cè)土參數(shù)取樣，土樣包括樁間土和樁體土，并按孔深每隔1m取一個(gè)土樣。按設(shè)計(jì)要求樁體壓實(shí)后壓實(shí)度不小于95%，經(jīng)最終檢測(cè)結(jié)果樁體壓實(shí)度平均值為96.9%，合格率為89.8%。檢測(cè)數(shù)量為總樁數(shù)的0.5%。樁間土的干密度不小于1.5 g/cm3，濕陷系數(shù)小于0.015。樁間土的干密度平均值為1.53 g/cm3，樁間土平均濕陷系數(shù)為0.0072，合格率99%。