横泉水库大坝强夯施工技术参数的确定.doc

横泉水库大坝强夯施工技术参数的确定任志斌(山西省水利水电工程建设监理公司，太原 030002)摘要：通过承包人强夯试验对设计单位的施工设计参数的验证和调整，确定了大坝强夯的施工技术要求，得以保证设计对地基处理的加固要求关键词：强夯试验； 技术参数； 调整中图分类号：TV523 文献标识码：B1 工程概况横泉水库工程处于山西省吕梁地区中部，坝址位于山西省吕梁地区三川河支流北川河干流上，方山县班庄与横泉两村之间。枢纽主要建筑物包括大坝、泄洪洞、供水发电洞、电站。横泉水库现在左右两侧均有已筑坝体。左岸旧坝体长230m，顶宽90110m，底宽220m，高17m左右，为三面临空体。右坝体长200m，填筑高度约35m，方量较小。左岸黄土台地在坝顶高程以下有一定厚度的Q2pl、Q3eol土层。依据地质勘察成果左岸旧坝体及黄土台地采用强夯处理。2 最初设计要求左坝体顶面首先清理表层耕植土及上部质量较差的土体约1.5m，然后进行强夯，强夯采用正三角形夯点布置，夯点间距6m，夯击能为8 000 kNm，两遍夯击。三面坝坡清除表层11.5m腐植土，然后自上而下分6 000kNm、3 000kNm、2 000kNm三个能级区进行强夯加固处理，均分两遍夯击，夯点正三角形布置，夯点间距分别为6m、5m、4m。全部两遍夯完后，全面积内低锤满夯，其中8 000 kNm和6 000kNm区域内满夯能级为2 000kNm，其余区域为1 000kNm。左岸黄土台地强夯范围为坝基外轮廓向上游外延10m，向下游外延5m，分8 000 kNm 、6 000 kNm二个能级区，均采用正三角形夯点布置，夯点间距6m，设两遍夯击。两遍夯完后，全面积2 000kNm满夯一遍。坝头以外大坝0-0370-090之间，宽16m范围内采用1 000 kNm满夯，四分之一夯印搭接，满夯击数均为5击.强夯后结果要求：8 000 kNm能级强夯清基后11m以内坝体土湿陷系数、6 000 kNm 能级强夯清基后10m以内坝土体湿陷系数、3 000kNm能级和2 000kNm能级强夯清基后坝体土湿陷系数均小于0.015。3 设计变更过程3.1 承包人强夯试验为左岸旧坝体及黄土台地强夯处理的施工提供控制性依据，同时提供强夯地基设计的有关设计参数，承包人进行了强夯试验。强夯试验参数采用水利部水电勘测设计研究院大坝强夯施工技术图纸要求能级及其他参数。3.1.1试验区布置试验区分三处，A区、B区、C区，A区左岸坝肩黄土台地强夯能级8 000 kNm，B区左岸坝肩黄土台地能级为6 000 kNm ，C区已筑坝体强夯能级为8 000 kNm。夯点布置三区均采用6m正三角形布置。3.1.2试夯方法试验区试夯方法及要求详见表1。表1 试验区试夯方法及要求试区主夯能级(kNm)遍数单点夯击能(kNm)单点击数击锤重t落距m锤底面积m2A、C区8000一次主夯8 000153522.865二次主夯8 000153522.865满夯2 00051513.335试区主夯能级(kNm)遍数单点夯击能(kNm)单点击数击锤重t落距m锤底面积m2B区6 000一次主夯6 000133517.155二次主夯6 000133517.155满夯2 00051513.335夯位轮廓线用白灰洒出，夯沉量用水准仪测量，水准仪架在夯点头30m以外。开夯前检查锤重和落距，并将控制落距的胶钩器拉绳锁定长度，确保单击夯能符合要求。夯击过程中，保证排气孔畅通。发现歪锤时，及时将坑填平。3.1.3施工顺序 平整场地并测放夯点位置夯机就位并打一次主夯推土机填坑平场并测量一次主夯后场地夯沉量及二次主夯点测放夯机就位打二次主夯推土机填坑平场并测量二次主夯后场地夯沉量夯机就位满夯推平场地并测量满夯后场地夯沉量整理强夯资料验收场地。3.1.4试夯要求1)单点夯击。观测每击夯沉量，了解不同夯击数与累计夯沉量的关系，为主夯点夯击初步确定适宜的夯击数。2)群点夯击。了解各夯击遍数的处理效果，同时了解每遍夯沉量。在每遍群点夯击前测量场地高程。测量每夯点每夯一击的下沉量，绘制夯击数夯沉量曲线，按照最佳夯击数的确定方法，采用统计平均方法，计算每遍点夯的最佳夯击数，并和设计要求规定的夯击数进行校核。3)满夯。测量满夯后最终压缩量。4)允许偏差。夯点测量定位允许偏差5；夯锤就位允许偏差15；夯后场地平整度10。3.2 强夯结果检测 强夯试验结束后，由建管局、设计单位、监理部、承包人共同研究决定，由山西省水利勘测设计研究院进行强夯结果的检测工作。3.2.1主要检测过程 检测主要采用探井取样的方法。每个试夯区各布置取土探井1个，深度为终夯面下12.0m。检测外业共完成掘探总进尺36.0m，取不扰动土样36件，扰动土样2件。探井采用人工开挖，人工取样，取样自终夯而下1.0m开始，间隔1.0m取不扰动土样1件，所取土样质量等级为I级。 检测内业室内土工试验均按照土工试验方法标准（GB/T50123-1999）进行操作和试验，所有不扰动土样除按常规项目要求进行试验外，均增做了湿陷性试验，湿陷性试验浸水压力为200kPa，对B区、C区探井所取扰动土样进行了轻型标准击实试验并提供最大干密度和最优含水量。3.2.2检测结果1)强夯后地基湿陷性消除情况。 根据探井取样土工试验结果，位于A区、C区的土样湿陷系数均小于0.015，其地基湿陷性已全部消除，满足设计要求；位于B区探井起夯面下7.12m以上湿陷系数小于0.015, 地基湿陷性消除，7.12m12.12m范围内湿陷系数介于0.0150.018之间，不满足起夯面下10.0m以上湿陷系数小于0.015的设计要求。2)强夯综合加固效果。根据探井所取扰动样轻型标准击实试验结果分析,土的最大平均干密度为1.75g/3。根据扰动样土工试验分析，A区探井夯面下9.4m内干密度介于1.581.78g/3，压实系数为0.91.02，9.412.4m内干密度介于1.531.56g/3，压实系数为0.870.89，强夯有效加固深度为9.4m；B区探井夯面下4.1m内干密度介于1.581.77g/3，压实系数为0.91.01，4.112.4m内干密度介于1.411.50g/3，压实系数为0.810.86，强夯有效加固深度为4.1m；C区探井夯面下11.0 m内干密度介于1.581.69g/3，压实系数为0.90.97，11.012.4m内干密度介于1.441.53g/3，压实系数为0.820.87，强夯有效加固深度为11.0m。3.2.3结论 地质条件与C区相同或接近的地段，施工可按原设计参数进行；地质条件与A、B区相同或相近的地段工程施工时，主夯点单击夯能采用8 000kNm，并根据地层变化情况适当增加主夯点单点击数。3.2.4设计参数调整A、C区同地质条件的地段原8 000kNm、15击夯击能调整为8 000kNm、16击；B区同地质条件的地段原6 000kNm、13击夯击能调整为8 000kNm、13击。4 结果验证根据设计调整后的参数，承包人进行了施工，施工结束后，建管局委托水利部西北水利科学研究所实验中心对工程施工结果进行了湿陷性试验检测。试验挖探坑两个，1号坑位于旧坝体中部，探坑深度13m，2号坑位于与左岸连接处，探坑深度17m，每1m取样1组，共取土样29组。试验方法严格按照土工试验方法标准（GB/T50123-1999）和土工试验规程（SL237-1999）进行。黄土湿陷性试验采用单线法进行，对所取土样的湿陷性试验按规范分级加压至200kPa、400kPa、600kPa，压缩变形稳定后对试样采用自下而上的方式，使试样浸水，至变形稳定后计算出各试样的湿陷系数。通过对所取29组土样进行的湿陷性试验结果分析，湿陷系数全部小于0.015，满足设计要求。5 结论通过承包人强夯试验对设计单位的大坝强夯施工设计参数的验证和调整，确定了大坝强夯的施工技术要求，得以保证对左岸旧坝体及黄土台地的设计加固要求，同时也给同样地质条件的地基处理的强夯施工提供了可借鉴的技术参数。作者简介：任志斌，男，1974年生，2005年毕业于河北工程学院，工程师。收稿日期：2008-06-13Determining the Heavy Tamping Technique Parameters of Constructing Hengquan Reservoirs DamREN Zhi-binAbstract: Through heavy tamping test conducted by construction contractor,the design parameters of heavy tamping dam body and dam foundation given by design unit are verified and regulated.so that the construction techniqu