强夯法地基处理技术在永定河园博园水源净化工程中的应用.pdf

水利水电技术第4 4卷2 O l 3年第 1 0期 强夯法地基处理技术在永定河园博园 水源净化工程中的应用 王 庆亮 ( 北京市丰台区水利工程质量监督站 ，北京 1 0 0 1 6 5 ) 摘要：强夯法地基处理技术具有效果显著、设备 简单 、施 工方便、使 用范围广、经济实用等特 点。 本文介绍了永定河园博 园水源净化工程强夯地基处理方案的选择 ，试夯和施工检查以及验收，以期为 今 后 的 类似 地基 处理 工程提 供借 鉴 和经 验 。 关键词 ：强夯法；地基 处理 ；水源净化工程 ；工程应用；永定河园博园 中图分类号：T V 2 2 3 ( 2 1 ) 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 3 ) 1 0 0 0 9 6 0 4 Appl i c a t i on o f f o un da t i o n t r e a t me nt t e c hni q ue wi t h dy na mi c c o m p ac t i on t o w a t e r p u r i fi c a t i o n p r o j e c t f o r 9 t h C h i n a( B e i j i n g )I n t e r n a t i o n a l Ga r d e n E x p o WAN G Q i n g l i a n g ( Wa t e r Wo r k s C o n s t r u c t i o n Q u a l i t y S u p e r v i s i o n S t a t i o n o f F e n g t a i D i s t ri c t i n B e ij i n g ，B e i j i n g 1 0 0 1 6 5 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：T h e f o u n d a t i o n t r e a t me n t t e c h n i q u e w i t h d y n a mi c c o mp a c t i o n h a s t h e f e a t u r e s o f s i g n i fi c a n t e f f e c t ，s i mp l e e q u i p me n t ， c o n v e n i e n t c o n s t ru c t i o n，w i d e r a p p l i c a t i o n r a n g e ，e c o n o mi c a n d p r a c t i c al，e t c Th e s c h e me s e l e c t i o n， t ri a l c o mp a c t i o n ，c o n s t ruc t i o n i n s p e c t i o n a n d a c c e p t a n c e o f t h e f o u n d a t i o n t r e a t me n t w i t h d y n a m i c c o m p a c t i o n f o r t h e w a t e r p u ri fi c a t i o n p r o j e c t f o r t h e 9 t h C h i n a ( B e i j i n g )I n t e ma t i o n a l G a r d e n E x p o ( Y o n g d i n g h e G a r d e n E x p o )a r e i n t r o d u c e d h e r e i n ，S O a s t o p r o v i d e r e f e r e n c e s a n d e x p e ri e n c e s f o r t h e s i m i l a r f o u n d a t i o n t r e a t me n t p r o j e c t s i n t h e d a y s t o c o m e Ke y wo r d s ： f o u n d a t i o n t r e a t m e n t ； d y n a mi c c o m p a c t i o n ； w a t e r p u ri fi c a t i o n p r o j e c t ； e n g i n e e ri n g a p p l i c a t i o n ；9 t h C h i n a ( B e ij i n g ) I n t e r n a t i o n a l G a r d e n E x p o ( Y o n g d i n g h e G a r d e n E x p o ) 1 工程概述 1 1 工 程概 况 永定河园博 园水源净化工程是永定河绿色生态走 廊建设项 目中的重要组成部分 ，担当着为永定河“ 四 湖” 及园博 园段河道水源净化及水质改善循环净化 的 重要作用 。水源净化工程采用人工湿地工艺 ，处理规 模为 8万 m d ，总占地约 4 0万 m ，建设成为集永定 河水利功能和园林绿化景观功能为一体 的水处理功能 湿 地 。 1 2工程地质 工程位于永定河桩号 3+ 0 0 01+ 7 0 0 ( 桩号 以卢 沟桥为零点桩号，并向永定河上游排桩号 ) 河道右堤 外 ，该段河道走 向北西 向，总体地势西北高东南低 ， 地形起伏不大 ，地 面高程 由上 游 7 O 2 5 i n逐渐 降至 6 3 0 9 m，地面坡度约 0 5 5 。 工程区的地层岩性上部为杂填土 ，下部为卵砾石 层 ，地层岩性 自上而下具体描述如下 。 杂填土：杂色，稍密 中密，成份为碎石填 土 、建筑垃圾和生活垃圾 。各种成份在空间分布上无 规律性。杂填土厚度( H) 为 0 8 2 3 7 0 m，层底高程 4 6 7 0 7 0 6 2 m。其中，0 8 mH5 0 i n占 3 2 ； 5 0 mH1 0 0 m 占 2 4 ；1 0 0 m H1 5 0 m占 l 2 ；l 5 0 mH2 3 7 m 占 3 2 。该层 局部分布 有1卵砾石填土层、2粉砂填土层、3粉土、 收稿 日期 ：2 0 1 3 0 7 - 2 9 作者简介 ：王庆亮 ( 1 9 7 2 一 ) ，男 ，工程师 。 Wa t e r Re s o u r c e s a n d Hy d r o p o w e r En g i n e e r i n g V o 1 4 4 No ， O 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 粉质粘土填土层。 卵石层 ：杂色 ，稍湿 ，密实 。卵砾石揭露最大 厚度为 2 5 0 m，最低层底高程为 4 5 5 4 m。该层层间 夹有 1 粉 土 、粉质粘 土层 和2粉细砂 、中砂层 。 卵石层之下为第三系始新统长辛店 ( E 2 c ) 组泥岩和砾 岩 。 1 3地基处理方案选择 为提高施工区域地基的承载力 ，解决其不均匀沉 降问题 ，须对 3 5万 m 的施工区域进行地基处理 。考 虑到施工区域周边建筑物除第一标段距离京石客运专 线较近外均有足够的安全距离 ，经过可行性 、经济性 和工期 因素的比选 ，采用强夯法进行地基处理 ，处理 至设计高程后 ，进行结构施工。强夯法设计的主要参 数有 ：有效加固深度 、锤重和落距 、夯击能 、夯点布 置 、夯点间距 、夯击次数 、夯击遍数 、夯击间隔时间 等。 2 试夯 2 1 试夯准备 选择具有代表性 的地点作为试验区，试验面积为 4 0 m 4 0 m，定于二标与三标交接处 中线附近。进场 后提前进行场地清表平整 ，预 留土厚拟定 0 8 m，O n 0 量整平面高程 ，控制点布置见图 1 。按拟定强夯方案 在实验区内测设夯点 ( 见图 2 ) ，要求点位带编号 、坐 标 、高程等数据 。 图 1 试 验区高程控制点布置 示意 计算出 5 0 0 0 k Nm等级夯能强夯落距 ：5 0 0 0 ( 夯击能) 2 9 5 ( 锤重 )1 0=1 6 9 5 ( r n ) ，试验 中落 距定为 1 7 r n ，对脱钩器进行设定 。 试夯使用的设备 ：5 0 T履带式起重机 1台，夯锤 2 9 5 T一个 ，挖 掘机 1台 ，推 土机 1台，振 动碾 1 台。 水利水电技术第4 4卷2 0 1 3年第 1 0期 王庆亮强夯法地基处理技术在永定河园博园水源净化工程中的应用 图2 试验区强夯夯点布置示意( 单位 ：m) 2 2试夯过程 在试验准备工作就绪后 ，按布置夯点进行夯击 ， 夯击过程中测量人员将水平仪架设 于 5 0 m外进行观 测记录，观测点定于夯锤面上，要求每次测定方位 固 定 。每次夯击均记录沉降量。 在试验过程 中，测量记录相应试验数据 ：夯前高 程、每次夯后整平面高程 、夯锤落距 、锤重 、每点击 数及每点下沉量。 测量过程严格遵守技术要求 ，测量结果真实。 2 3试夯结果 2 3 1 点 夯试验 结果 ( 1 ) 第一 遍点夯 。落距 ，1 7 m；锤 重 ，2 9 5 t ； 夯击点数，2 7个 ；每点平均夯击击数 ，7击；每点平 均夯击沉降量，1 2 6 m。 ( 2 ) 第 二遍 点夯。落距 ，1 7 m；锤 重 ，2 9 5 t ； 夯击点数 ，4 5 ；每点平 均夯击击数 ，89击 ；每点 平均夯击沉降量 ，1 1 6 m。 2 3 2整 平面沉 降试验 结果 夯前平均高程 ，6 8 2 4 6 r n ；第一遍点夯后平均高 程 ，6 8 1 1 2 m；第二遍点夯后平均高程 ，6 7 9 8 0 m； 第一遍满夯后平均高程 ，6 7 8 7 6 m；第二遍满夯后平 均高程 ，6 7 7 6 3 m；总沉降量 ，0 4 8 3 m。 2 3 3承 载 力检 测 结果 设计要求承载力要求：点夯后承载力不小于 1 2 0 k P a ， 表层土( 0 5 m深度以上) 压实系数不小于 9 3 0 。 地基承 载力 检测结果 ：地基承 载力 特征值满足 1 2 0 k P a的设计要求 ，表层土 ( 0 5 m深度 以上) 压实 系数大于 9 3 O 。 2 4 试夯试验结果分析 综上试验数据 ，强夯方案要求 ：点夯 2遍 ，每遍 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 王厌亮强夯法地基处理 技术在水足) 【 博园水源净化5 2 崔 中的应用 至少 7击且最后 2击下沉量平均值不大于 1 0 e m；满 夯 2遍 ，每遍 2击且每击搭接 1 4锤印。在地基处理 5 0 0 0 k N m能级 强夯施工 中能满 足地基承 载力要 求 ，达到设计标准。 总夯沉量为 0 4 8 3 m，在施工 中可预 留 0 5 m厚 余土做强夯施工夯实用。 3 方案设计 根据试夯结果和规范相关要求 ，确定本工程强夯 方案如下 。 3 1 点 夯设 计 ( 1 ) 杂填土深度3 6 m区域。点夯能级 3 0 1 3 0 k N m，夯点间距 5 0 m4 3 3 m，等边三角形布置 ，点 夯单点击数以最后两击平均夯沉量 1 0 e m控制 ，必 须保证 7击。 ( 2 ) 杂填土深度 6 1 2 m区域。点夯能级 5 0 0 0 k N m，夯点间距 5 0 m4 3 3 m，等边三角形布置 ，点 夯单点击数以最后两击平均夯沉量 1 0 e m控制 ，必 须保证 7击 。 ( 3 ) 杂填土深度大于 1 2 r n区域。点夯能级 5 0 0 0 k N m，夯点 间距 5 0 m4 3 3 m，等边 三角形 布置 ， 点夯单点击数 以最后两击平均夯沉量 1 0 e m控制 ， 必须保证 7击。 3 2满夯 设 计 满夯 2遍 ，能级 1 0 0 0 k N m，满夯时 ，锤 印搭 接不小于 1 4 ，每遍击数 2击。 3 3间歇期设计 点夯跳夯间隔期不少于 2 d ；点夯与满 夯之间隔 期不少于 5 d 。 3 4隔振 设计 在强夯施工区域的西侧为京石高铁 和现有道路 ， 处于施工 3 0 m的范围内，为防止施工时振动对其结 构造成影响，采取挖减震沟及采用低夯能击施工。减 震沟深度要求大于 3 m，宽度在 1 5 r n以上。 4 强夯施工 4 1 施工流程 ( 1 ) 施工场地整平 、i 贝 0 场地标 高一 ( 2 ) 放 出夯点 位置一 ( 3 ) 强夯机就位 ，使夯锤中心对准夯点位置一 ( 4 ) 测量夯前锤顶高程一 ( 5 ) 将夯锤起 吊到预定 的高 度 ，待夯锤脱钩 自由下落后 ，放下 吊钩 ，测量锤顶高 程一 ( 6 ) 重复步骤 ( 5 ) 一 最后两夯下沉 量 1 0 e m完 成一个点的夯击一 ( 7 ) 移至下一点 ，完成点夯夯击一 ( 8 ) 满夯一 ( 9 ) 场地整平 。 4 2施工内容 ( 1 ) 平 整场 地。为保证 强夯 质量 ，便 于夯机 移 动 ，施工前场地应用推土机进行平整 。 ( 2 ) 测量放线。先 由测量人员将场地边线及各 区 分界线以木桩 、白灰标 出，再 由各机组按每区不同的 夯点间距以白灰标出待夯点。 ( 3 ) 夯机 吊夯锤对正待夯点后 ，起 吊夯锤连续夯 击 5 7次。夯前及每夯一次后 以水准仪测量夯锤顶 标高 ，并计算出每击夯沉量及总夯沉量 。 ( 4 ) 夯机吊夯锤移到下一个夯点 ，按上述所述 进 行新的夯点夯击 ，并测量 、记录夯沉量。 ( 5 ) 每一 区点夯结束至少 5 d后 ，推土机将 已点 夯区推平 ，若遇雨 天 ，则应迅 速将夯坑推平 ，进行 表面压实 ，视场地积水情况确定 满夯时间或拟定合 理的处理措施( 如铺 填碎石等 ) ，然后 由各机组进行 满夯。 4 3施工操作要点 ( 1 ) 强夯 施工场地 应平整并 能承受 夯击机 械荷 载 ，施工前必须清除所有地下障碍物。 ( 2 ) 强夯起重机械必须符合夯锤起 吊重量和提升 高度的要求 ，并设置安全装置 ，防止夯击时起重机臂 杆在突然卸重时发生后倾和减少臂杆的振动 。安全装 置采用在臂杆的顶部用两根钢丝绳锚系到起重机前方 的推土机上 ，不进行强夯施工时 ，推土机可作平整场 地用 。 ( 3 ) 强夯施工 ，必须严格按照试验确定 的技术参 数进行控制 ，夯击深度用水准仪测量控制。 ( 4 ) 每夯击一遍后 ，应测量场地平均下沉量 ，方 可进行下一遍夯击 ，施工平均下沉量必须符合设计要 求。 ( 5 ) 强夯时 ，首先检测夯锤是否处于中心 ，若有 偏心时，应采取在锤边焊钢板或增减混凝土等办法使 其平衡 ，防止夯坑倾斜。 ( 6 ) 夯击时 ，落锤应保持平稳 ，夯位正确 ，如错 位或夯坑倾斜过大 ，应及时用砂土将夯坑填平 ，予以 补夯方可进行下一道工序 。 ( 7 ) 夯击完成后 ，对夯击部位进行地基承载力试 验 ，达到设计要求的 1 2 0 k P a 后进行下一夯点施工。 5 强夯效果分析 根据相关规范和北京市水利规划设计研究院对该 工程的技术要求 、重型动力触探试验检测合格标准的 要求 ，该工程强夯地基质量标准为 ：地基处理后 ，地 ( 下转第 1 0 2页) 水利水电技术第 4 4卷2 0 1 3年第 1 o期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m