对湿陷性黄土地区输水球墨铸铁管基础质量控制的探究

对湿陷性黄土地区输水球墨铸铁管基础质量控制的探究

王 世 宁   吕 娟

（合阳县水利工作队  邮编：715300）

摘 要：本文结合工程案例，通过技术对比分析，现场施工质量控制等情况，对湿陷性黄土地区输水球墨铸铁管基础处理的工艺进行了科学的总结、分析，可为指导工程实践提供参考。

关键词：湿陷性黄土  球墨铸铁管基础  技术工艺  注意事项

1、概述

该项目工程位于渭北黄土台塬东北部，黄河流域中游地区，地貌类型以黄土台塬为主，周边被沟壑分割，沟深约100-150m，塬面宽约15Km，地形西北高东南低，管道穿越区域海拔高程在770～660m之间，主管道总长接近20km，采用K9型DN1000～600球墨铸铁管，是解决当地农业灌溉和供水的关键性输水工程，设计流量0.6m³/s～1.5m³/s，为有压管道输水。区内多年平均降雨量528.2mm，主要降水集中在7、8、9三个月，约占全年降水量的56.8%。

工程设计采用球墨铸铁管，球墨铸铁管具有铁的本质、钢的性能，机械性能良好，防腐性能优异、延展性能好，密封效果好，安装简易，现阶段被广泛用于市政、工矿企业给水、输气，输油等。其缺点为自重大，不耐运输，造价较高，对地基适用条件有限制，不便维修等。

根据工程地勘情况，供水管线沿线塬面上部地层为上更新统（Q3eol）风积黄土及中更新统（Q2eol）黄土，厚度一般60m～80m，其间夹有8至13层古土壤。勘察管线部位黄土地基具湿陷性，为Ⅲ～Ⅳ级自重湿陷性黄土场地，对地基土应进行消除湿陷性处理。管道敷设土层②-1层黄土（Q3eol），物理性质指标为,承载力特征值(fak)130KPa,地层分布稳定连续，其渗透系数(水平)为7.00×10-5～8.40×10-4cm/s，渗透系数(垂直)为5.30×10-5～6.90×10-4cm/s，平均KV实测3.89×10-4㎝/s，渗透性弱，其平均粒径0.02mm，含水率15.8%，湿容重2.71g/cm3,天然密度1.43g/cm3，干容重1.25g/cm3,孔隙比1.13，饱和度38%，塑限27.5%，湿陷系数0.08，总应力14.68kpa，内摩擦角7.84º，有效应力值10.7kpa，内摩擦角8.7º，自重湿陷量96kpa。

设计管道基础埋深不小于1.5m，管槽开挖深度一般在3～4m，宽度2.4～3m，消缺湿陷性地基处理为30cm厚原土翻夯，40cm厚2:8水泥土垫层，设计压实系数不小于0.95，现浇C20砼带状管床进行处理，厚40cm，宽1.0～1.2m。

2、现场基础处理工艺及质量控制情况

2.1管槽底部原土翻夯

根据设计，施工组织方案，原土翻夯前先对现场土样进行采样，送试验室做击实试验，确定土料的最大干密度和最优含水率。土样击实试验采取干土方，按四分法准备5个试样，依据《土工试样方法标准》（GB50123-2019）,测定干密度和含水率，并记录和绘制“含水率-干密度质量”击实曲线图，确定代表土样最大干密度为1.82g/cm3,最优含水率16%。现场原土翻夯正式施工前，选取长100m，作为实验段进行现场碾压试验，以确定合理的翻夯方式，碾压方式及重量，铺料厚度，碾压遍数等，并跟踪检测含水率，干密度，压实度控制指标是否满足规范和设计要求。现场施工采取小型挖机对建基面沟底原土进行翻松，再采取旋耕机对土料进行翻犁，打碎2～3遍，确保土料中不含坚硬土块，杂质，因设计原土翻夯深度为30cm，符合一次铺土厚度，测定一次土壤含水率后，根据气温情况，土料含水率，配合洒水，开始进行正式碾压。碾压采用20T平碾压路机进退错距法先静压一遍，再震动碾压3遍，机械碾压行走速度按要求控制在2～3km/h，碾压完成后进行一次压实度测定，并做好记录，经检测施工质量达到设计要求，则停止碾压试验，如达不到设计要求则进行分析调整施工工艺。根据分段试验，平均含水率控制在15.5～16.2g/cm3,土料干密度在1.73～1.78g/cm3,压实系数可达到0.95～0.98，满足设计要求。

2.2 2:8水泥土垫层施工

   2:8水泥土设计换填厚度40cm，水泥土垫层施工时要均匀，换填厚度按20cm分层铺土碾压，最优含水量按16%±2%，压实系数≥0.95。施工的关键为通过充分的拌和，保证拌和土料的均匀性，保证固结性，提高基础的承载力、抗渗性。现场采取施工工艺分为，回填碾压试验，以确定现场合理的碾压参数，含水量的适用范围，碾压遍数，压实方法等；第二步，对沟槽挖出的土料进行充分筛选，保证土料质量，现场进行洒水焖土，测定土料含水量，合适后，后期采取现场“路拌法”，以提高施工效率，根据沟槽断面，垫层厚度，计算每米需要的水泥掺和量，现场一般按（4.5～6袋水泥控制用量），铺土厚度控制在20cm内，分两层施工，要求层和层之间进行拉毛，搭接部分不小于1.5m，施工中间如有间断，及时进行洒水湿润，采取旋犁一次进行3～4遍可拌和均匀，采用20t压路机先静压2遍，再震压3遍，对边角，拐角机械不到的部位，采取冲击夯夯实，若出现起皮、弹簧土及时进行养护清理重新处理，对现场施工质量检测，实测值相对集中，离散系数小，平均含水率在16.6～17.1%之间，压实度在0.95～0.97之间，干密度1.82～1.85g/cm

3。

2.3结束语

湿陷性黄土地区基础处理是保证后期工程施工质量的关键所在，本项目工程中所采取的原土翻夯和水泥土施工工艺，可提高基础强度并起到隔水作用，施工工艺简单实用，便于机械化操作，利于大面积推广。但同时，应在管理上重视科学组织，规范施工，严把工艺流程，加强检测，提高效率。在技术上应注重最大干密度的选定，以保证在各施工面上具有代表性，最大干密度选得不合适，计算所得压实度很难做到真实。在施工控制上应重视对沿线沟槽土样进行采样，做好击实试验，以确定符合场地实际的最优含水量，最大干密度；工程所能达到的最大干密度，由碾压设备条件决定，如果超越现场条件，一味追求过高的最大干密度，即使增加碾压遍数等，也很难达到规定值，反而造成施工浪费。

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