临河工程水坠砂回填施工技术

临河工程水坠砂回填施工技术

杜孟飞 张云 李锦 丁铭昌 杨富康 史鹏

中国建筑第四工程局有限公司 陕西西安 710000

[摘要]结合西安国际港务区旅游大道项目实例，通过对场地土质情况分析，采用传统的素土换填、等施工方法从经济、环境、效益等各方面综合考量并不适用，因此，在实践的基础上，我们经过对整个施工过程的系统整理、归纳、分析，详细介绍了水坠砂回填施工技术，即充分利用现场地质条件，可以达到预期目的，该技术具备经济节能、绿色环保、成活质量高、节约工期等优点。

关键词：水坠砂回填  地基处理  砂层地基

1、适用范围及特点

适用于砂层地质地下管网及路床回填施工。该技术采用围堰封堵分层水夯的理念，有效解决了砂层地质难以碾压密实的问题。具有提高工程效益，缩短工期，降低费用等明显优势。处理后的地基承载力可达到160~180Kpa，能满足相关要求，适用性较强。具有工艺流程操作简单和施工过程中无大型设备等交叉作业的特点，经济性好，安全性高。

2、工程地质条件

旅游大道项目位于西安市国际港务区，北距渭河河堤路约300m。根据场地岩土工程勘察情况，在基坑开挖及其影响深度范围内，地基土主要以砂层为主，且道路红线范围均为砂层地基，层厚达2.5m，呈现土质均一、松散、压缩性大、承载力标准值较低（100~120kpa）等不良特性，未经处理，无法满足地基承载力及弯沉要求。

旅游大道项目道路全长3.1km。施工内容包括给排水工程、电力管沟工程、再生水工程、路基工程、路面工程、附属工程等，地下管网采用明开挖施工，最大开挖深度6.7m，采用水坠砂施工工艺分层回填处理至路床底。

3、水坠砂施工原理

水坠砂法是在地下管网系统施工完毕后，将挖出来的原状砂分层回填时，对砂体浇注水进行浸泡，并利用相关机械对铺设的砂层进行层层碾压和夯实，使砂体在水和机械的共同作用下不断密实，提高地基承载力，采用水坠砂法地基处理技术更为有利可靠，可以更加有效地节省施工成本和缩短工期。经试验粒度较大的中粗砂的效果最好：细砂效果稍微差一些，但是掺杂一定的中粗砂粒或者碎石也能取得较好的处理效果。

4 施工工艺

（1）工艺流程

平整和清理基坑→分层回填砂→分层分段围堰封堵→注水→分层碾压夯实→试验检测→循环施工→清除表层至设计标高→下道工序施工

（2）设备仪器：挖掘机、装载机、自卸汽车、平地机、压路机、打夯机、水泵等。

（2）操作要点

1）平整和清理基坑

人工清除基底杂物，均匀洒水，待基底无明水，可组织小型压路机或手工打夯机碾压夯实，一般静压2至3遍，可进行轻型动力触探进行检测，若地基压实系数达到设计要求，可进行下一步工序。否则，增加碾压遍数，直到取样检测合格。

2）分层回填砂

分层回填砂土时，铺设底面控制在同一标高，保证平整度。回填砂中不得含垃圾和杂物，分层回填厚度不宜大于50cm。

采用标准化定制刻度标尺，站立在施工区段内，施工过程中随时纠正标高偏差，控制每层砂土的铺设厚度。

3）分层分段围堰封堵、注水夯实

采用砂土围堰将施工区段进行网格划分，网格尺寸5m（垂直路基方向）*10m（平行路基方向）。围堰安全超高30cm，宽度不小于30cm，所设分格网上下层应相互错开，上下层水坠错开宽度应不小于2m。

分格网设置好后开始注水，注水应持续进行。注水时水流流速应稍大，输水管采用DN65的消防用水带，水面标高宜控制在砂层顶面上20cm。待水储满整个分格，目测法监测水面下沉情况，待不再有细微气泡冒出时，即停止给分格进水。

4）分层碾压夯实

当分格内砂土层不见明水，一般闷水（分散水分）约1-1.5h后，开始检测含水率，每半小时测一次，比对各区块最优含水率，待其略高于最优含水率时（约3%），即可组织碾压夯实。

管道顶部50cm以下采用打夯机进行夯实，管顶50cm以上采用压路机进行振动压实。夯实时，夯实遍数保证在4-5遍，夯痕较明显时，尽量消除夯痕，保证表层夯压密实。夯实时，宜采用纵向进退式进行，直线段由两边逐渐压向中间；夯实每次重叠宽度约10cm至20cm，避免漏夯。运行中夯板边距填方边缘应大于50cm，以防发生溜坡倒角。前后相邻两区段应纵向重叠1.5m-2m，达到无漏夯、无死角，夯实均匀。夯实一层完成后，当砂层表面太干时，应洒水湿润后才能回填，以保证上、下层结合良好。

5）试验检测

碾压完毕（一般以压至轮子下沉量，不超过1cm-2cm为度），采用灌砂检测法，开展密实度试验检测。设计压实度为87%，土工试验检测砂土最大干密度为1.91g/cm3，最佳含水率为11.8%。通过灌砂法检测含水率及压实度，结果均大于87%，满足设计要求。

下层水坠经检测合格后，即进行上层砂土的摊铺工作。如试验不合格时应加遍碾压。检测合格，满足设计要求后，可进行下层施工。

依照此循环进行逐层水坠，直至达到路床设计标高以上5cm处。地基承载力检测采用平板载荷试验。

5安全质量控制

（1）施工过程中严格根据规范标准控制水坠砂处理后的路床成型质量，根据相关规范及设计要求，该项目水坠沙法处理后的水井主要检测指标有地基砂土的压实度和地基承载力。回填的密实度不得小于95%，地基承载力特征值不得小于规范及设计要求。

（2）根据该项目检测内容，砂土压实度检测采用灌砂检测法，地基承载力检测采用平板载荷试验。

（3）各种机械，各工种要遵守各自的安全操作规程．注意相互间的安全距离，施工机械不得撞击排水管、测量基点等。

（4）开挖回填过程中，及时复核平面控制网、高程控制点。质量员、技术员深入现场及时答疑、及时检查、及时纠偏。

（5）水夯用水过程中，临时用电工程的安装、维护、拆除工作必须由持证电工操作，操作时配备相应的劳防用品。

（6）沟槽外围搭设不低于1.2m的护栏，道路上要设警示牌和警示灯。

6结论

采用本施工工艺完成基坑原状砂回填施工，有效利用了现场原状土，减少了资源浪费，保证了施工质量、安全，得到了业主方的认可，同时也取得了显著的经济和社会效益。

参考文献：

【1】刘德军 水坠砂法处理砂土地基施工技术【J】科技信息 2008.

【2】韩霞 论水坠砂法在建筑工程地基施工技术中的应用【J】现代装饰（理论）2013（03）.