摘要：由于地質原因建筑物基礎需要處理才能達到設計要求的地基承載力。南水北調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坐落在黃土狀壤土上，其地基承載力達不到設計要求的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，在施工中嚴格按照這些參數進行控制，以達到基礎處理的目的。
　　關鍵詞：倒虹吸,基礎換填,試驗
　　
　　1概況
　　蒲陽河倒虹吸是南水北調中線京石段應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。工程規模為I等1級，本段設計流量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，三孔一聯鋼筋混凝土箱型結構，每孔凈寬為6.0m×6.0m；共14節，進出口斜坡管身各5節，水平管身4節。
　　根據蒲陽河倒虹吸地質資料，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�；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%�；靥罨�礎要求相對密度達到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（質量比）混和料，委托河北金濤建設工程質量檢測質量有限公司做了回填料的相對密度試驗，試驗結果為：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。根據設計回填基礎要求相對密度達到0.75以上，故現場干密度控制指標為不小于2.06g/cm3。
　　3試驗內容
　　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（質量比）混和料，碎石料在現場用挖掘機進行拌制，使其充分混合。
　　4試驗目的
　　核查回填料壓實后是否達到設計要求；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：鋪料厚度、壓實方法、壓實遍數、鋪料的壓實沉降量；確定有關質量控制的技術要求和檢測方法。
　　5試驗依據
　　堤防工程施工規范（SL260-98）、碾壓式土石壩施工技術規范（SDJ213-83）、第S33標段蒲陽河渠道倒虹吸工程施工技術要求。
　　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參數：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試驗參數選擇
　　根據施工規范要求，參考類似工程的實踐經驗并結合本工程實際情況，確定施工鋪料厚度和碾壓遍數的組合進行試驗。鋪料厚度和碾壓遍數組合見下表。
　　
　　鋪土厚度和碾壓遍數組合表
　　          
　　　8試驗場地布置
　　試驗場地布置在進口閘室回填區，試驗前將基礎平整清理，并將表層壓實，振動碾碾壓4遍。試驗區規格為29m×22m，試驗區按不同碾壓遍數劃分為3個條帶，每個碾壓條帶寬6m。在試驗區外邊線2米布設控制邊線作為測量依據。
　　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。對試驗場地基礎面進行干密度檢測。在每個碾壓條帶壓實基礎面上，用白灰按6m×5m方格標出5個檢測區域，測量每個區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鋪料，用挖掘機現場拌制混合料，試驗區外側預留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域內檢測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域內檢測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域內檢測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碾壓遍數與沉降量的關系曲線見附圖1，碾壓遍數與干密度的關系曲線見附圖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）滿足設計要求。
　　11結論
　　綜合分析試驗成果，選擇最優施工碾壓技術參數見下表：
　　施工碾壓技術參數表
　　
　　
　　
　　在施工過程中嚴格按照試驗方案確定的施工參數組織實施，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，結果全部滿足設計要求。碎石換填基礎完成后委托河北恒基建設工程質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據進行分析，確定換填碎石墊層基礎地基容許承載力為300kPa，滿足設計要求。
　　
　　參考文獻
　　
　　[1]土工試驗規程（SL237-1999）[S]
　　[2]堤防工程施工規范（SL260-98）[S]
　　[3]碾壓式土石壩施工技術規范（SDJ213-83）[S]
　　[4]南水北調中線京石段第S33標段蒲陽河渠道倒虹吸工程施工技術要求[B]