苏丹上阿特巴拉项目软弱地基的振冲处理技术 - 副本.docx

苏丹上阿特巴拉项目软弱地基 振冲处理技术 摘要：在工程建设过程中，经常会遇到软弱地基承载力不足或沉降过大等不能满足工程要求的情况。经过本工程实践发现，静力触探试验（CPT）配合振冲处理的方法能够有效地改善地基的承载力状况，减小地基沉降。振冲处理具有效率高、施工速度快、针对性强等特点，适合在工程建设中推广。 关键词：软弱地基；承载力；静力触探；振冲 工程概况 苏丹上阿特巴拉大坝枢纽工程位于苏丹、埃塞俄比亚和厄立特里亚三国交界，地处苏丹东南方，距离苏丹首都喀土穆约490Km、距离苏丹港659Km。主要由上阿特巴拉河上的鲁美拉( Rumela)大坝及塞体提河上的波大那( Burdana)大坝组成，中间由连接渠连接，以最终在上游形成一个连通的大水库。 枢纽主要功能为灌溉、供水，兼顾发电，总装机32万KW。工期2010年5月15日至2015年9月19日。工程建成后水库库容将达到30亿m3，灌溉面积达50万公顷，为当地及周边700万人口解决灌溉用水，为300万人口提供饮用水保障，为上百万人提供电力供应，苏丹三分之一的人口将因此直接受益。 鲁美拉大坝设计全长约6348.28m。从左到右依次分布有：左岸土堤、左岸心墙坝、左岸灌溉取水口、溢流坝、河床心墙坝、进水口及厂房、右岸心墙坝、及右岸土堤。其中位于上阿特巴拉河河床的河床心墙坝，左侧与溢流坝混凝土结构相接，右侧与进水口混凝土结构相接，河床心墙坝坝长425.28m，最大填筑高度50.8m。 河床地基情况 上阿特巴拉河床基坑沿坝轴线宽度约130.00m，沿河流方向长约249.36m。根据河床基础勘探结果，上阿特巴拉河河床段地层在竖直方向，自上而下依次分布有粉土质砂、粉砂、粉土质砂夹砾石、粉砂夹砾石等；在水平方向，河床右侧分布有高塑性粘土夹砂、砂质粉土和基岩，河床中间有局部砂砾石，大部分为粉土质砂，河床左侧分布有约16m宽的基岩。 根据现场勘察及静力触探试验结果，确定进行振冲处理的区域主要为河床中间粉土质砂区域。 振冲技术应用背景 振冲技术是指通过快速夯击加固土体的方法，通过夯击设备有序地对基础进行夯击并配合静力触探试验检测地基承载力，从而达到快速提高地基承载力的方法。该方法具有工艺简单，施工方便、工期短、经济实用和效果显著等特点。本工程因基岩埋藏深度大，选择振冲技术对地基进行处理能够有效减小开挖工程量，快速提高地基承载力，从而缩短工期，提高施工效率。 河床基础处理程序 河床基础处理的主要程序概括为： 河床截流、涵管导流——基坑抽排水——开挖基坑——基坑排水——振冲前基础排水验收——振冲试验——CPT探测——振冲施工——CPT探测——振冲后基础验收 河床实现导截流后，首先在基坑内进行抽排水，待水位降至一定高程后，开始进行坝基开挖，同时继续进行经常性抽水，使地下水位至少低于设计基础面4m。 开挖出足够大的基础面后即可进行振冲试验，以确定整个振冲施工的施工参数，如锤击次数、锤击时间等。 为加快河床基础处理速度，采用开挖、振冲同时进行的方式。每开挖出足够2个“单元块”（其定义见下文4.2节）大小的基础面后，便可开始振冲施工。 振冲方法 5.1 振冲设备 采用DIU南非分包商的特有设备RIC-9000和配套施工操作手及管理人员，可确保所有设备工作状况良好并符合规范要求。 RIC-9000的设备参数见下表： 表1 RIC-9000设备参数表 性能参数桩锤质量最大冲击能量额定能量下的锤击速率 工作压力水力流速挖掘机基本规格型号kgKN·mbpmbarL/minTRIC-9000900010635-45270220-25040-45 附图1 振冲设备 RIC-9000 5.2 振冲场地准备 振冲施工分块进行，每块大小约为24m×24m，将其命名为“单元块”。RIC施工进行前，首先用推土机整平场地，然后铺筑一层65cm厚的2a料，再次用推土机整平并用19t平碾振动碾压6遍。 注：2a料为当地开采的砂砾石料，为大坝填筑料的一种。 上阿特巴拉河床振冲分块见下图： 图1.上阿特巴拉河床振冲分块图 振冲进行的顺序为从上游往下游方向，由R1——R29依次进行，每两个单元块做一次CPT试验。图1中把BACKFILL GRAVEL 区域为回填水泵坑区域，R10和R12单元块在做完一次振冲处理后发现承载力依旧不能满足要求，补做第二次振冲处理。 5.3 振冲步骤 在进行软弱地基的振冲处理时，主要分为三大步骤： 振冲前进行静力触探试验，了解该处地基承载力状况； 根据振冲试验确定的施工参数，对基础进行分块振冲； 在单元块进行振冲完毕后，再次进行静力触探试验，检验地基承载力是否满足要求，是否需要补充振冲处理。 5.4 振冲施工 根据先前基坑内振冲试验确定的施工参数，在单元块