水坠砂法地基处理技术应用之浅见

【摘要】水坠砂地基处理技术是通过水对砂子的水坠作用， 使砂粒重新排列组合， 形成密实的砂土垫层， 达到较高的密实度和承载力承受建（构） 筑物的作用力。这一地基处理方法对处于沙漠地区的建（构）筑物地基处理，提供了一种简单、有效的地基处理手段。具有提高工程效益， 缩短工期， 降低费用等明显的优势， 特别是在内蒙古鄂托克前旗庆源天然气经营有限责任公司90x104 Nm3 /d 天然气液化项目中， 采用水坠砂法处理地基效果明显。本文从技术理论和施工工艺两个方面详细阐述了水坠砂地基处理技术。

【关键词】水坠砂；地基处理技术

一、水坠砂法的施工工艺原理

水坠砂地基是将基础底面下要求范围内的松散砂层挖出，用基底的砂子或分层回填（也可换填）的砂子，分层注水使砂子在饱和水情况下进行振击或压实而成。砂垫层或者沙土地基，在进行土方回填时，在每次虚铺一定厚度以后，对地基进行围堰放水，然后采用机械碾压或者震动夯实的方法，将砂土进行平整夯实，待砂基的顶面没有多余水或无明水以后对砂基进行取样干密度检测，然后进行压实度以及固体体积率的计算，如果压实度不符合设计要求，要对该处地基进行重新水坠碾压，一直到地基压实度合格，方可进行下一道施工工序，我们就把这种施工工艺形象的称之为水坠砂法。

二、水坠砂地基施工的准备工作

（一）主要材料以及机具

1. 主要材料

水坠砂地基施工所用的材料为风积沙，风积沙中不得夹杂有植物、树根以及粘土等杂物。水源可直接使用城市管网中的自来水或者井水。

2. 主要机具

水坠砂法地基处理所用到的设备机具有履带式铲运机、履带式推土机、装载机、水泵、水带、振动式压路机、振动器以及铁锹等。

（二）作业条件

1.回填的风积沙中应经过筛选，不得夹杂各类粘土、植被、树根等杂质，以及其他的有机物等物质，必须保证回填的风积沙的纯净，含泥量应控制在5%以内。

2.回填时必须分层进行，不得把杂土和风积沙混合回填，而且也不得分层间隔回填。

3. 在回填风积沙前，应对施工班组以及相关施工人员进行书面或者口头的技术及安全较低，要根据图纸中的设计断面，进行分层回填，逐层压实，分层厚度必须按设计要求划分，在任何情况下，回填厚度不得大于30cm。

4. 回填料的水头高度要始终保持在10cm以上。

三、施工工艺流程以及要点

（一）房心及肥槽清理平整――摊铺填料围堰――布管放水――振捣碾压――取样――干密度检测。

（二）水坠砂地基施工方法可以分为水坠配合震动压路机碾压以及水坠配合推动剂碾压两种，这两种方法工艺相同。

（三）填料配送：装载机或者推土机可在附近基坑或者制定采砂点进行取砂，然后推运到需要填方的位置进行回填。

（四）填料摊铺：待填料推运到回填位置时，直接使用推土机或装载机进行回填整平，为避免扰动以压实的回填层，可采用人工平整的方法，无论采用哪一种方法，都必须严格控制回填厚度，不得超过30cm。

（五）填料围堰：回填、平整后的基坑可以分段设置围堰，如果基坑较小，可以不进行分段，如果大时，相关技术人员可根据基坑的形状以及面积进行围堰分段，一般情况下，围堰分段一般控制在长度30m，宽度15m左右，能够获得较高的功效，围堰高度不宜低于30cm，宽度也不应小于30cm，围堰材料也可直接使用风积沙填料。

（六）布管放水：待围堰设置完毕以后可以进行放水，放水水管可使用直径100mm的消防水袋，如果水压不足，可使用加压泵，放水工作应持续进行，流速应尽量大一点，砂基顶面水头的高度应在15cm以上。

（七）砂基碾压：在基坑回填的时候，为保证有良好的碾压效果，水头的高度应控制在100mm高，采用推土机或者压路机进行碾压，碾压时应保持轮宽覆盖碾压1/2，震动碾压应保持轮宽覆盖1/3，轮迹应不满整个作业面，碾压次数不得少于三遍。

（八）在房心回填时，水头应控制在砂基顶面150mm以上，可使用振动器振捣或人工翻动的方法进行施工，应将基础拉梁下部、墙根位置等砂土不容易填实的地方作为回填重点。等砂基的地面没有明水后进行取样，然后进行干密度检测，用测定的平均最大干密度来计算地基的压实度，并用此值来对比图纸中的设计值，如果不满足设计要求，必须进行重新水坠碾压，一直到合格为止。

（九）成品保护

1.在所围堰放水范围内， 不能有漏水现象， 以免被水冲走填料；

2.压实度合格后， 及时进行下一道工序， 避免表面产生浮砂。

（十）劳动组织及安全措施

1.施工时要尽量避免交叉作业， 围堰放水后要及时碾压， 不能碾压的部位用插入式振动器振捣；

2.上道工序施工完成后， 及时组织进行下道工序施工；

3.对机电设备及电闸箱要采取防雨、防潮、防淹措施， 并安装接地装置和漏电保护装置；

4.应严格遵守有关安全操作规程， 实现安全生产和文明施工；

5.施工安全应符合有关规定及施工安全技术交底的要求。

四、质量标准

（一）主控项目

1.砂土地基的承载力必须满足设计要求。具体检查方法：标准贯入度试验以及载荷试验。2. 现场地基的压实系数必须满足设计要求。具体检查方法：现场实测。3. 地基回填料应满足设计要求以及质量验收规范要求。具体检查方法：检查材料的检测报告以及复试报告。

（二）一般项目

1.回填料的有机质不得高于5%。具体控制方法：焙烧法。

2.回填料含泥量不得高于5%。具体控制方法：水洗法。

3.实际含水量和最佳含水量比差应控制在±2%之间，具体控制方法：烘干法。

4.回填分层的厚度与设计的要求控制在±50mm间。具体控制方法：水准仪。

五、结束语

水坠砂地基具有一定的密实性、水稳性。水坠砂地基不用水泥、石材，可防止地下水因毛细作用上升，地基不受冻结的影响，能在施工期间完成沉陷，用机械及人工都可使地基密实，具有施工工艺简单，就地取材，可降低造价等特点，适用于沙漠地区的建（构）筑物地基处理。

水坠砂法由于还未纳入我国的规范及标准当中，所以，在采用此种工艺进行施工时，设计人员应根据现场实际情况，有针对性的专门设计，并在条件相同的区域进行小范围的施工试验，以确定该种工艺在施工区域的适用性，并测算出相对准确的渗透性，以保证该种施工技术的最终效果。

参考文献

[1] 张小源.水坠砂法施工技术[J].陕西建筑，2009，9（11）：70-71.

[2] 罗明浩.水坠砂法处理地基施工技术[J].中外建筑，2001，2（6）：56-57.

[3] 任秀芳.水坠砂法在砂层地基处理中的应用[J].工程勘察，2010，12（S1）：339-341.