強夯法處理軟基的效果分析與應用

林金通

（廈門港航建設有限公司，福建 廈門 361000）

1 強夯施工參數及其檢測

強夯能量和夯擊數不夠達不到設計的加固效果，為合理確定施工參數以及評價地基處理的效果，現場選擇有代表性三個區A、B、C區進行試夯。

1.1 填土試夯區A

原淤泥層厚度平均為0.5m，原淤泥面標高+0.74m，設計交地標高+5.0m，回填砂土厚度為4.26m；A區單擊夯能為1200kN·m，采用一遍點夯、一遍滿夯的施工工藝，夯點布置為7m×7m中間加插梅花點。每點夯擊擊數不小于7擊，停夯標準為最后兩擊的平均夯沉量不大于15cm，滿夯能量為1000kN·m。

圖1 A區孔隙水壓力與夯沉量

強夯時需檢測孔隙水壓力，孔隙水壓力計的埋設在強夯前1~2天完成。孔隙水壓力計采用鉆孔埋設法，鉆孔時應做好鉆孔記錄，以對地質情況進行校核。埋設深度應低于現有地下水位以下0.5m以下，且應低于原地基面0.5m。若地基有淤泥層，應盡量將孔隙水壓力計埋設在淤泥層中。

孔隙水壓力計埋設前測試其初值。強夯施工前，測試1次。以后每一次夯擊都測試1次，并繪制夯擊次數與孔隙水壓力的變化曲線。

采用水準儀觀測夯錘中心位置的沉降量作為夯沉量。試夯前觀測夯錘的高程初值。每夯擊一次觀測一次，記錄每次的夯沉量，并繪制累積夯沉量和夯擊次數曲線。

試夯停止夯擊條件以夯沉量和孔隙水壓力變化兩者綜合考慮作為依據。當連續兩擊的孔隙水壓力增加量小于1kPa或降低，同時，夯沉量增加時小于15cm時，停止夯擊，并以此夯擊次數作為判定該區域夯擊次數的標準之一。

試夯區A的累積孔隙水壓力和夯沉量測試結果見表1；累積孔隙水壓力和夯沉量隨夯擊次數的變化曲線見圖1：

1.2 填砂試夯區B

原淤泥層厚度平均約為0.5m，原淤泥面標高-0.642m，設計交地標高+5.0m，回填砂厚度為5.64m。B區單擊夯能為2000 kN·m采用一遍點夯、一遍滿夯的施工工藝，夯點布置為7m×7m中間加插梅花點。每點夯擊擊數不小于7擊，停夯標準為最后兩擊的平均夯沉量不大于15cm。

1.3 路基試夯區C

位于西柯南路，原淤泥層厚度大于1.4m，起夯面高程為設計標高+5.50m。C區單擊夯能為2000 kN·m，采用二遍點夯、一遍滿夯的施工工藝，第一遍夯點布置為7m×7m正方形排列，第二遍與第一遍梅花形排列。每點夯擊擊數不小于8擊，停夯標準為最后兩擊的平均夯沉量不大于15cm。滿夯能量為1000kN· m，每點兩擊。

強夯的合理夯擊數以夯沉量和孔隙水壓力作為雙控指標，即單擊夯沉量能夠滿足設計要求，且連續兩擊的孔隙水壓力增加量小于1kPa。

通過對試夯B、C區的孔隙水壓力和夯沉量的檢測，可以整理出累積孔隙水壓力和夯沉量表；累積孔隙水壓力和夯沉量隨夯擊次數的變化曲線圖。

表1 A區孔隙水壓力與夯沉量測試結果

2 強夯法軟基處理后的效果檢驗

為檢驗軟基強夯處理的效果，采用重型動力觸探（N63.5）、靜載進行檢驗。

強夯前的重型動力觸探（N63.5）應在填土平整后及時進行，以免影響強夯施工。強夯后的重動力觸探（N63.5）應在孔隙水壓力消散之后數日內進行。重型動力觸探（N63.5）試驗時可與鉆探交替進行，以減少側壁摩阻的影響。重型動力觸探（N63.5）的深度應低于原地基面高程2m~4m，以判定強夯對原地基的加固效果。通過對比試夯前后重型動力觸探對地基表層承載力和不同地基深度承載力的提高情況來判定軟基加固效果。

靜載荷試驗按《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2002）的有關規定進行，試驗加荷方式為慢速維持荷載法，每級荷載增量分別為37kN，最大試驗荷載分別加至300kN。在最大荷載作用下未達到極限承載狀態，對試夯A、B和C區的靜載試驗數據結果進行整理：Q~S曲線基本成直線，總的沉降量3.9~13.8mm，回彈變形點總沉降量的18.00%~39.81%。按照規范確定地基承載力特征值均大于150kPa，達到設計規范要求。

3 強夯后的效果分析

強夯試驗區通過孔隙水壓力、夯坑沉降量和坑周圍地基的變形隨夯擊次數的變化來確定合理的夯擊數，并對強夯加固深度進行評定。通過不同夯擊能的試夯區的對比分析，確定強夯參數（包括最佳夯擊能、夯擊時間間隔等）。

A區經過夯擊10次后，深度為5.7m處的最大孔隙水壓力為30kPa，夯后1天，超靜孔隙水壓力已消散了91%，夯擊時間間隔可為一天。單擊夯點的夯擊能已經達到原地基，說明對原地基有較好的加固作用。但從孔隙水壓力不穩定和單擊夯沉量小于50mm的測試結果，說明1200kN·m單擊夯擊能偏小，需要較多的夯擊次數來達到壓實的的作用。但A區為填土造地區，并無道路，設計要求為地基處理后15年殘余沉降量≤30cm，1年殘余沉降量≤10cm，處理后地基承載力≥80kpa，結合重型動力觸探（N63.5）和靜載試驗結果通過分析計算能滿足設計要求，也就不增加夯能了，達到了節約施工成本，同時也為科學施工提供了依據。

B區孔隙水壓力隨夯擊次數提高較快，單點夯擊6次后，孔隙水壓力基本穩定，深度為6.2m處的最大孔隙水壓力為62kPa，夯擊2次后孔隙水壓力是穩定孔隙水壓力的82.2%。夯沉增加量在第7擊時小于50mm，說明B區強夯加固對原地基固作用明顯。

C區孔隙水壓力隨夯擊次數緩慢增加，除第一擊外，基本成直線增加，第8次夯擊時，深度為5.3m處的最大孔隙水壓力為20kPa。單擊夯沉量小于150mm。說明對原地基固作用比較明顯。C區屬于道路范圍內，為質量控制的重點對象，為防止道路建成后的不均勻沉降起到了科學指導施工的意義。

綜合A區、B區和C區的孔隙水壓力、夯沉量的變化，說明強夯加固處理土體時的孔隙水壓力和夯沉量的大小與填料的種類密切相關。

4 結論與應用

通過對A、B、C三個試夯區的孔隙水壓力、重型動力觸探N63.5、靜載試驗試驗結果，強夯后填土承載力特征值均大于150kPa，達到設計要求，得出如下結論：

4.1 單點夯擊能為1200kN.m時的有效加固深度5m左右，單點夯擊能為2000kN.m時的有效加固深度7m左右。

4.2 強夯加固效果與填土種類、填土強夯前的密實狀態密切相關。填料全為中粗砂時，填土表面3m以下的密實度均有所提高，部分范圍變化明顯。

4.3 強夯對原地基的淤泥層的加固效果明顯，強夯將中粗砂擠入淤泥層中，起到了置換作用，有效地提高了地基的承載力。

根據試夯區的效果分析，建議強夯的施工工藝參數如下：

4.3.1 A區為填土造地區無道路，單擊夯能為1200kN·m，采用一遍點夯、一遍滿夯的施工工藝，夯點布置為7m×7m中間加插梅花點，每點夯擊擊數不小于7擊，滿夯能量為1000kN·m，能滿足設計要求。

4.3.2 B區為吹砂造地區，單擊夯能為2000kN·m采用一遍點夯、一遍滿夯的施工工藝，夯點布置為7m×7m中間加插梅花點，每點夯擊擊數不小于7擊，滿夯能量為1000kN·m，能滿足設計要求。

4.3.3 C區道路范圍內單擊夯擊能采用2000kN.m，夯點布置為7m*7m中加梅花點，2遍點夯，1遍滿夯，滿夯夯擊能為1000kN.m，兩遍點夯間隔1天。從測試結果看，對于道路路基部分，填料全為中粗砂時，夯擊能為2000kN.m時夯擊次數不應小于8次，表層填料為紅粘土或花崗巖殘積土且厚度超過2m時，夯擊次數不應小于10擊。

4.3.4 強夯對填土表面（0~2m范圍）的加固效果較差，強夯后應對填土表面進行碾壓，故對路基路床0~80范圍內應當采用分層填筑分層碾壓的施工工藝，以確保工程質量。

由于地域范圍大，地基地質條件和填土情況隨施工地塊變化較大，因此，在施工過程中應當通過孔隙水壓力測試和夯沉量測量對各地塊的施工工藝參數進行適當的調整。

結語

通過對強夯處理軟基效果的分析，提出了強夯法處理軟基的合理的施工參數并應用到實際工程中，為科學指導施工提供了依據，取得了良好的經濟效果，為廈門建設成宜居城市做出了貢獻。

[1]廈門丙洲海域綜合整治工程施工設計圖文件.2006（08）.

[2]殷宗澤.土工原理[M].中國水利水電出版社. 2007（02）.