地基強夯施工技術

劉 剛安徽阜陽建工集團有限公司，安徽阜陽 236000

地基強夯施工技術

劉 剛
安徽阜陽建工集團有限公司，安徽阜陽 236000

地基強夯法是工程施工過程中運用起重機械將大噸位的重錘吊到6m～40m高的高程后自由下落，給地基以強烈的沖擊力，使路面出現沖擊應力，間接地導致土體變形，土層的空隙壓縮，并在夯擊點產生相應的裂縫，可以因地制宜形成良好的排水管道，土粒的重新排列，經連續的壓密達到固結，從而達到提高地基的整體承載力的目的。因此，地基的強夯法又稱為固結法。本文針對施工前期對于地基強夯法的控制進程分析，并對地基強夯法的技術要求進行了詳細的闡述。

地基；強夯；承載力；試驗檢測

隨著工程機械運用的提高，地基強夯的施工工藝也在不斷地提高。從最初的運用圓錐探頭加固砂和碎石層的界面進行改造，至今強夯法還是用于粘性土、濕陷性黃土等一些特殊性軟土地基，一方面提高了地基的承載力，另一方面也減少了地基的沉降，對于改善地基的抗震動以及液化能力有很好的改善作用。目前地基強夯法已廣泛應用到了國內外的機場跑道、工業及民用建設等項目的地基處理，是一種很有效的地基加固工作，對于改善環境等取得了很好的效益。

本工程承建的是海口站站房的施工，本工程建設的地區的控制檢測的地震基本烈度為8級，抗震的類別為丙級。所要建設的為兩個獨立的功能樓區。中間以連廊的形式及單層附屬房屋相互連通。現有的總體的面積為11 532m2，建筑面積為20 519m2。原有的海岸灘地標高約為▽2.00m，在建設過程中考慮到站臺要與室外的廣場有聯系，所以在原有基礎上設計為▽4.74m，海岸灘的面上再回填約2.7m高。工程中主要采用砂礫質的粘土作為碾壓的主要成份，填土區達到6 000多平方米。

1 地基強夯前的地質勘察分析

根據當地的水文氣候的情況以及地質的勘探調查的結果可知：本工程屬于軟土地基的回填工程，水穩定的水位埋深約為0.82m～3.48m，為防止地下的砂層嚴重惡化，本工程設計的方案為：主樓主要采用PHC管樁，而單層的附屬房采用天然地基柱下的獨立基礎。對于地下勘察的各個層次的地質條件進行層次的敘述主要如下：

土層的表面主要為素填土，干燥稍濕，土體較為密實，在這一層的深度為1.90m～2.20m，厚度為0.10cm～1.90cm。而相對于其他層面的主要是粗砂或者是中粗砂，占絕大部分，在四、五層的地方主要都是淤泥、粉性粘土或者凝灰巖等，都處于中密的階段，可塑性較強，而且越往下，土質越潮濕，層面的深度越大，而在厚度上還是中粗砂巖站的面積最多，處于飽和的狀態，稍濕，對于工程的施工等都是一個挑戰。

本建筑物屬于公共建筑，因此不僅考慮房屋的抗震效果，還要考慮到構建物的沉降，由于強夯法可以采用改善地基液化等情況進行分析，對地基進行進一步的加固，設計的強夯的結果要獨立的基礎部分的深度主要為3.0m，內地基承載力標準值fk≥200kPa，壓縮模量Es≥15MPa。使中粗砂的潮濕性能由原來的嚴重液化轉變為輕微液化，減少地基液化的時候在地震時對PHC管樁的剪切破壞作用。另一方面還能減少PHC管樁的裝的長度，加強與天然地基的連接，形成復合地基后，降低造價的目的。

2 強夯法的施工控制要點

強夯法是針對主題的地基施工過程中進行的，強夯的參數以及施工中的綜合檢測等都屬于動態信息化的施工方式。對于強夯的過程中，檢驗夯實的效果，對各個夯實的參數進行分析，并根據沒變夯實的結束后的觸探自檢進行檢查與分析，并為施工過程中的報告提供可靠的數據和依據，提供工程施工的實用性。因此，在原則上對于沒變的動力觸探檢測的檢測孔約為20個。對于夯實過程中的施工間歇以及回填砂石的級配方案進行調整，對于地基加固中形成裝飾置換法，又具有強夯加固固結效應，減少地基變形的頻率。

2.1 強夯參數的確定

本工程要求的地基加固深度達到8.0m，當依據土質的地基類型以及單擊夯擊能進行控制，當單擊夯擊能達到3 000kN·m時，砂石類的低級的有效深度為7m～8m。根據工程的現場的地質進行分析，重錘的低落距比輕錘高落的施工效果更好，采用的是夯錘重W=17.2t、落距H=17.5m，實際單擊夯擊能為：WH=301 000kN·m

由Mēnard公式D=K√WH/10（K-影響深度折減系數，對于砂土類規范建議取值K=0.5）可計算出理論有效加固深度：D=8.67m。

2.2 夯擊量的控制

強夯施工中土體被壓縮，對地基進行進一步的壓實，在理論上最佳的夯擊能是有效地深度底層孔隙誰疊加產生的累積的夯實能。由于施工現場缺乏相應的測量夯擊能的相關的儀器，一次根據夯擊產生的效應以及夯擊的力度進行記錄與控制。在本工程采用三遍夯實的控制，即兩遍進行點夯，一遍進行滿夯。處理的低級的層面面的不同所進行夯實的面也不一樣，為改善深層次的地基處理效果，本文主要是采用較大的夯點間距，以免夯擊時淺層計算成滿夯的有效深度。

由于施工過程中屬于分工流水施工，相鄰夯實的遍數之間的間距應在孔隙水壓的壓力消融進行控制，大概時間為2d～3d。

3 強夯法的施工效果的評價

施工機械的操作以及人員的調配，現場的監督工作等都是反映施工進度的夯實情況的有效工具。根據施工中的特殊情況的處理，以及施工工藝參數的控制，強夯場地的維護等情況進行相應的管理，嚴格實施安全工作準則，對于防止出現強夯沖擊力對站臺墻的影響，在強夯的場地可挖一直防震溝進行控制，保證低級夯實的質量。

3.1 檢測方法

1 ）平板載荷試驗

現場主要采用707×707mm2壓板，維護原有的荷載的基礎上進行千斤頂的分級加荷，壓板埋置深度在設計基礎上的約0.10m，對于荷載的對稱安置四個百分表對地基的沉降現象進行觀測，并對低級的荷載的相對穩定的情況進行記錄，靜載點關鍵布置在獨立基礎上的部分場地進行分析，總共進行10個監測點的荷載試驗，以評價夯后地基的承載力。

2 ）土工取樣試驗

現場采用的是XY-1型工程鉆機，采用φ110鉆具開孔，在9m的深度的地質層進行取芯鉆進。在鉆孔的地方采用重錘擊入法提取原裝的土體進行土工實驗的檢測。取土的過程主要在回填土的時候進行。主要是對地基土的壓縮模具、天然的含水量、孔隙比等系統的參數值進行分析，對于施工中的工程效率以及地基密實后的成效控制等都是一個很好的依據。

3 ）標準貫入試驗

在施工完畢的現場采用標準的貫入器進行試驗檢測，穿心的錘重63.5 kg，自由下落的間距為76cm，標準試驗的間距為1.0m，對于整個場地的布置以及夯前與夯后的力學指標對比等都是有力的調整工具。判斷水下的砂土情況，地基土質的液化的評價等都要進行相應的統計。

3.2 檢測評價

試驗檢測的結果主要是針對靜載試驗、標準貫入試驗、土工試驗等炎炎結果的綜合測評進行分析，根據勘察工程規范進行計算，以評價土質參數的標準值時按fk=γ·fm進行計算。

式γ為統計修正系數；fm為巖土參數的平均值。

在正常和那個使用的態勢的時候需要采用平均值進行計算，而在本工程的施工過程中的壓縮模量Es也按平均值進行選用。地基加固試驗檢測的成果的匯總如表1。

試驗方法（kPa） 承載力標準值fk（kPa）壓縮模量Es（MPa）標貫試驗 土工試驗 動探試驗 靜載試驗217 210 223 223 215 15.6

表1 獨立基礎部分地基加固檢測成果評價表

由表1表明，經強夯處理后的地基承載力和壓縮模量滿足了施工所要求的工程強度。根據實驗結果的統計，判定本次的檢測的場地主要為8.0m的深度的范圍內的飽和和砂石的強夯處理后的成效進行分析，一個試驗的處理從嚴重液化專向輕微液化，消除液化的威脅，處理結果已經達到了施工的要求。

4 施工體會

在地基加固施工過程中，影響強夯施工有效地因素較多，不僅僅是夯擊能量，還有原有土質的性質、夯錘的形狀，以及錘底單位的壓力。再加上不同的土體包含的空氣孔隙不同，底下的水文情況和行街的次數等都有很大的影響作用。因此，目前的施工過程中還沒有十分精確地一起能夠調整好強夯施工影響效果，這些還應跟施工人員的工作經驗和施工前的勘查工作離不了關系。憑借試夯或試驗來確定夯擊的能量、次數以及間歇的時間順序。

在施工中遇到的可液化的地基，較長采用的方法就是強夯法。而相較于之前的振沖碎石樁強夯法施工較為方便，機械設備簡便。節約材料、污染小、造價低等相應的優點。在站在全面性的觀點上，強夯法對周邊的建筑物影響較大、因此，還得因地制宜的進行選擇地基的加固方式。

[1]司炳文.地基處理新技術：孔內深層強夯[M].中國建筑工業出版社，2011(3).

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TU472.3

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1674-6708（2012）59-0064-02

劉剛，研究方向：房屋建筑