(1上海市水务建设工程安全质量监督中心站；2上海市水利工程集团有限公司 上海 201612)
摘要：本文以上海市金泽水库工程堤基处理为例，通过碾压实验研究强夯对淤泥质粘土地基加固效果，得出一定的结论性意见，供类似工程参考。
关键词：强夯；金泽水库；堤基；处理
0引言
金泽水库大坝为土方碾压坝，大坝填筑分区比较多，为了保证大坝填筑质量的可靠性，保证施工工艺的可行、合理，在大坝填筑前进行了碾压实验，初定采用强夯法加固软弱地基，但对于淤泥质软土地基的加固作用尚存在争议，夯后孔隙水压力能否快速消散是决定强夯法在此类地基中加固成败的关键因素[1]。实施前通过碾压实验为大坝填筑施工提供了合理的施工参数、施工工艺和检测方法。本文着重对碾压实验的方法和过程进行论述。
1工程概况
金泽水库位于上海市西南，太浦河北岸，工程主要包括取水闸、引水河、水库、环库河及相关附属建筑物、输水泵站等。建成后黄浦江上游的金泽水库将成为上海市的重要的供水水源地。水库总库容910万m3。堤坝顶高程为5.24米，堤身土方压实度要求达到0.98，压实度要求非常高。金泽水库JSK-C4标堤基处理中有590m采用强夯施工，设计要求强夯处理后淤泥质粘土层的堤基承载力达到80KPa以上。
2强夯参数的选择
在施工段堤基处理前进行了强夯生产性试验，试验目的是为了取得合理的施工参数，更好达到设计要求的处理效果。软粘土地基强夯加固工艺原则上要求：①单击夯击能的选取以“先轻后重，逐级加能，轻重适度”的原则；②采用“少击多遍”的夯击方式；③通过满夯可以增大表层土的压实度与均匀度，因而满夯一遍是需要的[2]。
2.1试验方法
试验在拟采用强夯进行堤基处理段选择四个强夯实验区，面积均为20m*20m，对试验区清基30cm，进行原状土试验。试验前后分别取样，得出并对比夯实前后土的含水量、干容重、湿陷性、压缩性、剪切性试验指标，得出最佳强夯施工参数。试验流程如下：平整场地—测量放线—挖探坑取样—现场布点—强夯—现场记录分析—夯后挖探坑取样—试验结果处理—确定施工参数。
2.2施工参数选择
根据试验结果，选取夯锤重11t、落距10m、夯击点距离4.5m、单次夯击击数5次及夯击遍数3遍、两遍之间的间歇时间3周。具体施工参数见表2.1。
表2.1强夯施工参数汇总表
3强夯施工
3.1施工工艺流程及顺序
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图3.1 强夯施工流程图
施工流程见图3.1，分段进行强夯，顺序从边缘夯向中央，起重机直线行驶。
每夯完一遍，用推土机整平场地，放线定位，才可进行下一遍夯击。强夯法的加固顺序是：先深后浅，即先加固深层土，其次加固中层土，最后加固表层土。最后一遍夯完后，再以低能量满夯一遍，采用小夯锤夯击。
3.2强夯施工工艺要求
对强夯区域进行处理时，采用两遍点夯加一遍满夯的处理方式。点夯的单击夯能为1100KN.m，每遍夯点采用4.5m×4.5m的正方形布置（见图3.2），第一遍先夯“○”形夯点，每点不少于2击，并以最后两击平均夯沉量不大于50mm为收锤停夯标准，依次全部夯完；第二遍再夯“△”形夯点，每点不少于2击，并以最后两击平均夯沉量不大于50mm为收锤停夯标准，依次全部夯完。满夯采用440KN.m能量进行处理，每点两击，锤印搭接300mm。（见图3.3）。
图3.3 满夯点位示意图
夯击时按试验和设计确定的参数进行，落锤保持平稳，夯位准确，夯击点中心位移偏差小于150mm，夯击坑内积水及时排除。若错位或坑底倾斜过大，用砂土将坑底整平；坑底含水量过大时，可铺砂石后再进行夯击。在每遍夯击之后，用新土或周围的土将夯击坑填平，再进行下一遍夯击。强夯后，夯坑及时修整。每夯击一锤完成后，测量场地平均下沉量，并做好现场记录。
在点夯施工过程中，既要达到对下部土体的夯实加密，又不能夯击次数过多使土体破坏。在做到每击夯沉量逐击缩小达到规范要求的收锤标准的同时，应同时观测：①夯坑周围不能出现明显的隆起。如果夯坑周围出现明显隆起，标志着夯坑周围土体已经破坏。②后一击夯沉量应小于前一击的夯沉量。如果是后一击夯沉量大于前一击的夯沉量，说明土体侧向位移较大，表明土体结构破坏。③不因夯坑过深而发生提锤困难。
3.3强夯质量控制
1）施工质量控制
A．夯点定位放线时，夯点中心线位移不得大于150mm。
B．夯坑整平后场地标高测量按2000mm×2000mm方格网测层面标高，标高偏差应在±100mm。
C．施工中各施工参数必须满足设计要求。
D．施工中应对各施工参数和施工情况进行详细记录。
E．若发现因坑底倾斜造成锤倾斜时，应及时将坑底整平后重夯。
F．夯击出现异常情况或发现不良地质现象时，应暂停施工，待与设计监理单位协商后处理。
G、点夯时要保证夯锤的下落高度，确保夯击力。满夯时遵循先轻后重，先稳后振，先低后高，先慢后快及轮迹重叠等原则进行，防止漏夯并要求夯击面积重叠1/4~1/3。
2）质量管理措施
A．严格按现行施工及验收规范及设计要求组织施工。
B．建立质量保证体系，推行全面质量管理，严格质量控制。
C．建立岗位责任制，明确领导及有关人员的职责，分工明确，奖惩分明。
D．施工前做好施工技术交底工作。
E．认真收集整理质量保证资料，作到及时准确齐全。
3.4施工难点处理
1）"弹簧土"的处理：
产生的原因：①由于地基表层土体的含水量高；由于夯击能过大，地基发生塑性剪切变形破坏。②点夯后，遍与遍之间的间隔时间不够，孔隙水压力未消散。
采取的措施：①排水；②在夯间打设竖向排水通道，加快土体的排水固结；③翻晒，暂停夯击；④采取"换土法"，即将局部"弹簧土"挖除，利用混山石填筑的措施，强夯完毕后，混山石必须挖除。
2）有些夯点在达到规定的夯击次数后，最后两击仍达不到贯入度的要求，或在夯击过程中夯坑周围隆起量过大，夯点出现剪切、重塑变形破坏。
采取的措施：①将达不到要求的夯点，在平面图上标明，过一段时间以后推平，重新补夯，直到达到要求为止。②在坑内放置混山石或块石。改用底面积大的锤，调整锤击能量和夯击次数。
3）夯锤无法按规定击数夯击，造成拔锤困难。
采取的措施：①加强场内排水和降水。②调整夯锤底面积，采用锤底面积大，接地比压力小的夯锤。③调整强夯施工参数。
4堤基处理效果
根据2015年12月4日堤坝碾压试验段施工结论：土料含水率为21%~24%之间，摊铺厚度不大于30cm，选取夯锤重11t、落距10m、夯击点距离4.5m、单次夯击击数5次及夯击遍数3遍、两遍之间的间歇时间3周，堤基碾压压实度能够达到0.98以上。截至2016年3月31日，本项目堤坝填筑碾压施工完成19.27万m³，环刀试验964组，压实度全部达到0.98以上，合格率100%。
5结语
1）在水库堤基处理中，强夯施工对淤泥质粘土地基的加固效果需研究论证。
2）通过本工程的试验和施工得到的数据成果表明，强夯法可以提高软土地基的相对密度，只要施工工艺控制得当，可以满足设计要求，达到加固处理的目的。
3）强夯的效果取决于细节及全过程的跟踪，严格按照施工工艺进行施工是强夯施工质量控制的前提。
4）对强夯施工中常出现的问题做好提前检查，提前预防是提高施工质量的保证措施。
参考文献:
[1]强夯理论的研究现状及最新技术进展。周健，张思峰，贾敏才，王冠英。
[2]强夯加固软粘土地基的理论与工艺研究。郑颖人，陆新。
作者简介：
作者简介：邓柏旺，男，1979年，硕士研究生，从事城市水利规划及水工结构设计、施工、管理工作，高级工程师。