摘要：由于地質(zhì)原因建筑物基礎(chǔ)需要處理才能達到設(shè)計要求的地基承載力。南水北調(diào)蒲陽河倒虹吸進出口漸變段、進出口閘室段、部分進出口斜管段的基礎(chǔ)坐落在黃土狀壤土上，其地基承載力達不到設(shè)計要求的300KPa，采用級配碎石混合料進行換填處理，使其達到設(shè)計要求的地基承載力。通過碾壓試驗可以確定施工中需要的一些重要參數(shù)，在施工中嚴格按照這些參數(shù)進行控制，以達到基礎(chǔ)處理的目的。
　　關(guān)鍵詞：倒虹吸,基礎(chǔ)換填,試驗
　　
　　1概況
　　蒲陽河倒虹吸是南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程中的一座大型控制性河渠交叉重要建筑物，位于河北省保定市順平縣境內(nèi)。工程規(guī)模為I等1級，本段設(shè)計流量135m3/s，加大流量160m3/s。倒虹吸包括進口漸變段、進口檢修閘室段、管身段、出口工作閘室段、出口漸變段五部分組成，管身段全長240m，三孔一聯(lián)鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)，每孔凈寬為6.0m×6.0m；共14節(jié)，進出口斜坡管身各5節(jié)，水平管身4節(jié)。
　　根據(jù)蒲陽河倒虹吸地質(zhì)資料，倒虹吸進出口漸變段、進出口閘室、部分進出口斜管段的基礎(chǔ)座落在黃土狀壤土上（樁號114+505.800~114+573.948、114+782.758~114+889.800），基底下黃土狀壤土層厚0~7.0m，濕陷系數(shù)平均值為0.004，為非濕陷性黃土，具中等壓縮性，承載力為150kpa，承載力偏低，不能滿足建筑物設(shè)計要求，為了滿足地基承載力的要求，將黃土狀壤土層部分挖除，回填砂卵石土為基礎(chǔ)�；靥钔亮峡刹捎盟槭�、卵礫石，粒徑小于2mm的部分不超過總重的45%，應(yīng)級配良好，土中不含腐植土，卵石土中卵石最大直徑不超過50mm，卵石含量接近50%。回填基礎(chǔ)要求相對密度達到0.75以上，地基承載力達到300KPa以上。
　　2試驗前準備工作
　　根據(jù)工程周邊的料源情況換填料采用0.5~1cm碎石：1~3cm碎石：石屑=1:1:1（質(zhì)量比）混和料，委托河北金濤建設(shè)工程質(zhì)量檢測質(zhì)量有限公司做了回填料的相對密度試驗，試驗結(jié)果為：混合比例為1~3cm碎石：0.5~1cm碎石：石屑=1：1：1（重量比），最大干密度2.16g/cm3，最小干密度1.81g/cm3。根據(jù)設(shè)計回填基礎(chǔ)要求相對密度達到0.75以上，故現(xiàn)場干密度控制指標為不小于2.06g/cm3。
　　3試驗內(nèi)容
　　蒲陽河倒虹吸工程碎石換填碾壓試驗，回填料采用0.5~1cm碎石：1~3cm碎石：石屑=1:1:1（質(zhì)量比）混和料，碎石料在現(xiàn)場用挖掘機進行拌制，使其充分混合。
　　4試驗?zāi)康?br /> 　　核查回填料壓實后是否達到設(shè)計要求；檢查壓實機具的性能是否滿足施工要求；選定合理的施工壓實參數(shù)：鋪料厚度、壓實方法、壓實遍數(shù)、鋪料的壓實沉降量；確定有關(guān)質(zhì)量控制的技術(shù)要求和檢測方法。
　　5試驗依據(jù)
　　堤防工程施工規(guī)范（SL260-98）、碾壓式土石壩施工技術(shù)規(guī)范（SDJ213-83）、第S33標段蒲陽河渠道倒虹吸工程施工技術(shù)要求。
　　6試驗機具
　　6.1試驗機械
　　T-140推土機1臺、BW202AD型自行式振動碾1臺、挖掘機1臺、自卸汽車5部。（BW202AD型自行式振動碾技術(shù)參數(shù)：自重10.1T，激振力220KN，功率95kw，行走速度一檔0~6.5km/h，二檔0~13km/h，振動頻率30hz、40hz，振幅0.91mm、0.43mm，前后兩輪同時振動。）
　　6.2試驗工具及檢驗設(shè)備
　　臺秤1個、鐵鍬4把、塑料布若干、料桶4個、水桶4個，炒鍋1個、木柴若干、水準儀1臺、5米塔尺1個、50米皮尺2卷。
　　7試驗參數(shù)選擇
　　根據(jù)施工規(guī)范要求，參考類似工程的實踐經(jīng)驗并結(jié)合本工程實際情況，確定施工鋪料厚度和碾壓遍數(shù)的組合進行試驗。鋪料厚度和碾壓遍數(shù)組合見下表。
　　
　　鋪土厚度和碾壓遍數(shù)組合表
　　          
　　　8試驗場地布置
　　試驗場地布置在進口閘室回填區(qū)，試驗前將基礎(chǔ)平整清理，并將表層壓實，振動碾碾壓4遍。試驗區(qū)規(guī)格為29m×22m，試驗區(qū)按不同碾壓遍數(shù)劃分為3個條帶，每個碾壓條帶寬6m。在試驗區(qū)外邊線2米布設(shè)控制邊線作為測量依據(jù)。
　　試驗場地布置圖
　　                 
　　單位：m
　　9試驗步驟
　　用T140推土機平整場地，用水準儀控制場地平整度，并進行壓實處理。對試驗場地基礎(chǔ)面進行干密度檢測。在每個碾壓條帶壓實基礎(chǔ)面上，用白灰按6m×5m方格標出5個檢測區(qū)域，測量每個區(qū)域中心部位點的起始高程。
　　9.1自卸汽車用后退法分別在試驗區(qū)鋪料，用挖掘機現(xiàn)場拌制混合料，試驗區(qū)外側(cè)預(yù)留2m寬度，推土機平整，用水準儀準確控制鋪料厚度與平整度，對每個檢測區(qū)域的同一點用水準儀進行測量以確定其初始厚度。用振動碾靜壓兩遍，以平整表面及凹凸點。
　　9.2振動碾對試驗區(qū)填筑料慢一檔強振4遍。用水準儀按檢測點測量壓實后的高程，與其對應(yīng)點的起始高程比較，記錄沉降量。用灌水法取樣測定A1條帶干密度，每個條帶的每個檢測區(qū)域內(nèi)檢測1點。
　　9.3振動碾對A2、A3條帶填筑料慢一檔再強振2遍（累計共6遍）。用水準儀按檢測點測量壓實后的高程，與其對應(yīng)點的起始高程比較，記錄沉降量。用灌水法取樣測定A2條帶干密度，每個條帶的每個檢測區(qū)域內(nèi)檢測1點。
　　9.4振動碾對A3條帶填筑料慢一檔再強振2遍（累計共8遍）。用水準儀按檢測點測量壓實后的高程，與其對應(yīng)點的起始高程比較，記錄沉降量。用灌水法取樣測定A3條帶干密度，每個條帶的每個檢測區(qū)域內(nèi)檢測1點。
　　10試驗成果整理分析
　　10.1沉降量記錄見附表1，干密度（灌水法）檢測記錄見附表2，試驗成果見附表3。
　　10.2碾壓遍數(shù)與沉降量的關(guān)系曲線見附圖1，碾壓遍數(shù)與干密度的關(guān)系曲線見附圖2，
　　10.3成果分析
　　由附圖1可以看出，在靜壓2遍振壓4遍、6遍靜壓1遍過程中，壓實沉降量隨碾壓遍數(shù)的增加變化較大，在振壓6遍、8遍靜壓1遍過程中，壓實沉降量隨碾壓遍數(shù)的增加變化趨于平緩。由附圖2可以看出，在靜壓2遍后，振壓4遍、6遍靜壓1遍過程中，壓實干密度隨碾壓遍數(shù)的增加而增大，在振壓6遍、8遍靜壓1遍過程中，壓實干密度隨碾壓遍數(shù)的變化量不大。從附表2可以看出：在靜壓2遍振壓4遍靜壓1遍后，壓實干密度基本均未達到設(shè)計要求。在靜壓2遍振壓6遍靜壓1遍后，檢測點全部合格。壓實干密度最小值為2.106g/cm3，最大值為2.143g/cm3，平均值為2.116g/cm3，（控制回填料干密度不小于2.06g/cm3）滿足設(shè)計要求。
　　11結(jié)論
　　綜合分析試驗成果，選擇最優(yōu)施工碾壓技術(shù)參數(shù)見下表：
　　施工碾壓技術(shù)參數(shù)表
　　
　　
　　
　　在施工過程中嚴格按照試驗方案確定的施工參數(shù)組織實施，碎石料充分混合。每層碾壓完成后用灌水法取樣檢測干密度，然后計算其相對密度，結(jié)果全部滿足設(shè)計要求。碎石換填基礎(chǔ)完成后委托河北恒基建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司對倒虹吸進出口漸變段、進出口閘室段、管身進出口斜坡段換填碎石墊層基礎(chǔ)進行三點平板靜載荷試驗，評價該層地基承載力，通過對試驗點的地基平板靜載荷試驗數(shù)據(jù)進行分析，確定換填碎石墊層基礎(chǔ)地基容許承載力為300kPa，滿足設(shè)計要求。
　　
　　參考文獻
　　
　　[1]土工試驗規(guī)程（SL237-1999）[S]
　　[2]堤防工程施工規(guī)范（SL260-98）[S]
　　[3]碾壓式土石壩施工技術(shù)規(guī)范（SDJ213-83）[S]
　　[4]南水北調(diào)中線京石段第S33標段蒲陽河渠道倒虹吸工程施工技術(shù)要求[B]