淺談高能級強夯施工技術的應用

【摘 要】結合中化泉州重油碼頭工程濕陷性黃土采用高能級強夯法處理的幾點體會和經驗。

【關鍵詞】濕陷性黃土；高能級；強夯處理；布置

中化泉州重油深加工項目配套碼頭倉儲工程位于湄洲灣灣內南岸的青蘭山與黃干島之間水域，為侵蝕，剝蝕構造低山丘陵地貌，長年雨水沉積與人為改造，多處溝壑、山體成為農田和魚塘，部分地段成濕陷性黃土深度達 4～13 米之間，濕陷性比較嚴重。為加固地基，保證罐基整體穩定性，設計在罐基下方長700m，寬度 200m 的范圍采用強夯地基加固處理，處理面積140000m2。2010 年2 月～11 月施工，強夯處理結束 10 天后邀請上海申元實驗檢測中心進行濕陷性系數、干密度和承載力檢測，各項指標滿足設計要求。

A 強夯工藝原理

強夯法，又稱動力固結法，是用起重機械將 8～40t 夯錘起吊到 6～30m 高度后，自由落下，給地基以強大的沖擊能量的夯擊，500KN.m以上夯擊能使土中出現沖擊波和沖擊應力，迫使土體孔隙壓縮，在夯擊點周圍產生裂隙，土體氣體逸出，使土粒重新排列，經時效壓密達到固結，從而提高地基承載力。

工藝原理：濕陷性黃土主要由于黃土顆粒間隙過大，在大量滲水后，由于水的潤滑效果使土體在自重及荷載的情況下發生沉陷。強夯通過夯錘在一定高度下落后，在極短的時間內對地基土體施加一個巨大的沖擊能量，使得土體發生一系列的物理變化，如土體結構的破壞或液化、排水固結壓密以及觸變恢復等，其作用結果使得黃土的干密度大大增高，以減少或消除土的壓縮性或濕陷性，從而加固地基。

B 高能級強夯設計要求及夯點布置

1.處理后地基土承載力特征值fak≥200kPa；有效加固深度范圍內地基土加權壓縮模量Es≥18MPa。

2.夯點平面布置如下圖：

強夯夯點布置示意圖

C 強夯施工工藝

（1）第一遍夯點施工

施工前，平整場地，復測場地標高，應滿足設計起夯面標高要求，然后用全站儀向施工場區內引測施工圖角點控制坐標，經監理工程師驗核無誤后，再改用普通經緯儀按施工圖布置第一遍夯點，夯點需用白灰標出，以方便夯錘就位。

強夯主機和夯錘就位后，要對夯錘的落距進行測量，并采取措施，使其在夯擊過程中不被改變，確保每擊均能達到設計單擊夯擊能，同時測量就位后的錘頂面標高和地面標高，錘頂面至自然地面的高度，為計算每擊的夯沉量和夯坑深度提供依據。

將夯錘起吊至預定高度后自動脫鉤，夯錘夯擊地面，測量夯錘頂面標高，減去夯錘就位時的頂面標高就是第一擊的夯沉量，如此反復進行，直至最后兩擊的平均夯沉量達到設計控制標準，停止夯擊，移動主機和夯錘至下一夯點，繼續夯擊，當滿足控制條件后，停止夯擊，重復以上操作，完成第一遍夯點施工。

（2）第二遍夯點施工

第一遍夯點完成后，在監理工程師的監督指導下，回填夯坑，平整場地，抄平地面，再用全站儀向施工場區內引測施工圖角點控制坐標，經監理工程師驗核無誤后，按施工圖布置第二遍夯點，夯點需用白灰標出，以方便夯錘就位。

（3）第三、四遍點夯施工中需要在第三遍點完成后進行罐中心和環墻處10000kN·m能級柱錘強夯置換的點夯施工，施工方法與第一遍完全相同。 ⑷第五遍滿夯施工

第五遍設計滿夯施工時，不再進行夯點布置和夯沉量觀測，僅控制夯擊數、夯錘落距和夯印搭接情況即可。

強夯施工完成后，預計場地標高9.0m，應回填至設計標高10.0m，并采用1500kN·m能級滿夯兩遍，每點夯擊3次，要求夯印1/3搭接。滿夯施工完成后，用推土機整平場地，平整碾壓標高達到設計要求時，交付檢測，并辦理竣工交接手續。

D 回填料的控制

強夯施工前應在現場地標高基礎上采取挖高填低工藝整平場地，使場地標高接近設計標高，強夯過程中，夯坑應用骨料回填，骨料的土石比應達到3：7，最大塊石粒徑不大于300mm，粘性土的含量不得大于5%。對于塊石粒徑不滿足上述要求的，應用風動鑿巖機切割破碎；對于粘性土的含量大于5%的，應添加粗骨料，直至滿足設計要求。點夯后，平整場地，使場地標高高于設計標高0.2m，然后進行滿夯。滿夯后，用振機械碾壓，使表層松散土層的壓實度滿足規范要求。

E 強夯重點、難點問題的處理

1．局部淤泥包的處理預案

場地回填過程中，由于受填土荷載作用，淤泥可能被推擠產生流動，淤泥面標高發生變化，在場地局部淤積并形成淤泥包。遇到這種情況時，如果出現在淺層，進行換填，挖除淤泥，回填碎石土，再進行強夯處理；如果在較深部位，適當提高強夯夯擊能，用強夯置換措施予以處理。

2. 夯坑施工處理預案

強夯施工時，不得在夯坑底有水或淤泥的情況下施工，如夯坑積水或出現淤泥，應開挖淤泥并回填碎石后，再進行施工。

3. 地面隆起處理預案

強夯施工過程中，如遇地面隆起，影響施工，則應在滿足超孔隙水壓力消散80%后繼續施工的基礎上，適時挖除隆起量，保持起夯面標高不變。如隆起土方為淤泥，應適當超挖一定深度后，回填碎石土至起夯面標高，繼續強夯施工，保證強夯施工設備能夠正常作業。

4. 處理深度變化較大調整夯擊能的處理預案

本場區整體基巖起伏面變化不大，填土的厚度較為均勻，基本控制在設計夯擊能的有效處理深度范圍之內。但由于場地局部原狀軟弱土層相對較厚，設計處理深度較大，此時，如果保持設計夯擊能不變，即應增加夯擊次數，如果與設計夯擊能的有效處理深度有差異，即應適當提高或減小單擊夯擊能，確保處理深度滿足設計要求。

F 結語

通過高能級強夯在濕陷性黃土地基加固處理中的應用，一方面大大提高了地基承載能力，保證了罐基整體穩定性；另一方面施工設備簡單、節省勞力、節約材料、施工成本和費用較低，且有利于控制施工現場的文明施工。