不均質軟基強夯加固技術實踐

【摘 要】結合具體工程實例，介紹了采用強夯法加固不均勻軟基的試夯、強夯的布點設計、強夯法技術參數確定、強夯法主要施工技術及質量檢驗方法和結果。

【關鍵詞】地基加固 強夯法 施工 質量檢驗

1.引言

強夯法又稱動力固結法，是利用起重機械吊起重錘（一般有100、120、160、250KN等幾種）至某一高度（常用8、10、13、18、20、25m）后，使重錘自由下落，給地基土以強大的沖擊力，使得土體產生瞬間變形，迫使土體局部液化、土層空隙率減小，空隙水和氣體溢出，使得土粒重新排布達到固結。從而提高地基承載力。此法目前被國內外廣泛使用。

2.工程概況

某水廠二期擴建工程中有兩座沉淀池與一座恒速濾池；兩座沉淀池，左右并開，全長95.77m，底寬55.8m。施工面積為5344m2。設計底標高為+17.00～ +20.50。恒速濾池全長49.4m，底寬43.0m。施工面積為2124m2。設計底標高為12.67～ +20.17。魚塘清理完畢后沉淀池原始地面平均標高為：+11.48，恒速濾池為：+11.65。根據設計要求，回填土高度為：沉淀池回填至18.000標高（黃基），回填高度為6.52m，恒速濾池回填至16.5標高，回填高度為4.85m。由于施工所在地部分為一片魚塘，又緊靠東江，地下水位較高，地下水穩定埋深為0.0～2.0m，且受大氣降水影響明顯。清除淤泥后，根據地質勘察報告，該場地自上而下各土層的名稱及力學性能指標如表3.地基處理方案的確定

為確保沉淀池與恒速濾池施工質量，雖然在選用填土材料及分層回填、壓實等采取相應措施后，但機械碾壓后填層土的檢測表明，粘土的壓縮系數盡管已達到0.9，但其空隙比只達到0.6，承載力僅為13.5MPa，不能滿足大于150MPa的設計要求，加之原地基底還有淤泥質粉質粘土軟弱層；為提高天然地基的承載力和減少沉降量，經各種方案比較，決定采取強夯法對兩座池地基進行加固。

4.強夯加固地基施工

4.1強夯施工

①布置第一遍夯點：在將要進行強夯的區域，按圖5×5m正方形布置夯點。

②、第一遍點夯施工：按工作面組織好機械的夯擊區域和先后順序，先從上圖點夯平面布置圖右側開始，行走強夯機械到位，轉動機身和調節臂桿使夯錘對正夯點，然后吊起強夯錘夯擊地基，重復上述步驟夯擊同一夯點，一直達到收錘標準后，再移動機械到下一夯點進行施工，直至完成第一遍點夯的全部夯點。

點夯夯擊前，測量夯點地面標高和錘頂標高，當夯錘夯擊下落后，再次通過水準儀測量錘頂標高，以記錄每一錘和每一擊的夯沉量，測量時應測錘中心標高。

③、布置第二遍夯點：在第一遍點夯○形成的四個相鄰夯點的對角線相交處，用紅色塑料袋布置5×5m等腰三角形夯點。

④、第二遍點夯施工：第二遍點夯的施工要點與第一遍完全相同。

⑤、滿夯：點夯完成后，將場地整平后進行滿夯。滿夯時，強夯機到預定位置，調節好夯擊能后，轉動機身和調節臂桿使夯錘對正起始位置，起吊夯錘夯擊地基，達到設計錘擊數后，移動夯錘使將要施工夯點與已施工夯點搭接1/4夯錘底面積后吊起夯錘進行夯擊。 重復上述步驟直到覆蓋式夯完所有夯區。

⑥、場地平整：滿夯完成后，將場推平，測量夯后場地標高。（見圖1）

4、2強夯處理地基的保證措施

4.2.1質量保證

1） 質量控制要點。a. 開夯前應檢查夯錘重量和落距，以確保單擊夯擊能符合設計要求。b. 在每遍點夯前，應對夯點位置進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發現偏位或漏夯應及時補夯。c. 按設計要點檢查每個夯點的夯擊次數和最后兩擊的平均夯沉量。

d. 施工過程中及時檢查各項測試數據（ 如夯沉量、地面隆起量） 和

施工記錄。

2） 質量保證措施。a. 測放的夯點位置，用明顯的標志標出夯位中心點，并用白灰粉撒出夯位輪廓線。b. 如施工中發現錘偏離坑中心，應立即調整對中，夯擊后如發現坑底歪斜較大，需及時用填料將坑底墊平后，方可繼續夯擊。c. 密切注意異常現象，對夯沉量異常、夯錘反彈、地表隆起要加強監測，如實記錄，并及時上報，研究解決辦法。

4.2.2 安全保證

1） 強夯機組選派經驗豐富的吊車司機擔任機長，且必須持證上崗。2） 施工場地必須平整壓實，保證吊車行走安全。3） 配備高質量門架，以保證機械穩定性。4） 夯錘起吊前，先進行穩錘。5）夯錘起吊過程中，密切注視桅桿、門架、鵝頭的穩定情況。6） 高能級強夯嚴禁夜間施工，在大風、大霧視線不清的情況下禁止施工。

4.3強夯檢測和評價

為了檢驗強夯的加固及處理液化效果，強夯后15d檢測單位對強夯區域進行了平板載荷試驗，土工取樣試驗，標準貫入實驗、重型（Ⅱ）動力觸探實驗。

（1）檢測方法

①平板載荷試驗

現場采用D=1000mm2壓板，慢速維持荷載法，千斤頂分九級加荷，壓板埋置深度在設計基礎底版下約0.10m，在荷載板上對稱安置四個百分表觀察地基土沉降量及各級荷載相對穩定情況。靜載點主要布置于獨立基礎部分場地，共進行6個檢測點載荷試驗，以評價夯后地基的承載力。

②土工取樣試驗

現場使用XY-1型工程鉆機，采用φ110鉆具開孔，在8m深度范圍內進行取芯鉆進。在鉆孔中采用重錘擊入法采取原狀土樣送試驗室進行土工試驗。取樣主要在填土中進行，測試指標主要有地基土的壓縮模量、天然含水量、孔隙比，抗剪強度及淺層土的滲透系數等指標。取土樣孔主要布置于獨立基礎部分。

③標準貫入試驗

現場使用XY—1型工程鉆機，采用標準貫入器、穿心錘重63.5kg，自由落距76cm，標貫試驗的試驗間距為1.0m，整個場地內均有布置，以評價夯前、夯后地基土承載力等力學指標，并判斷水下砂土的液化情況。

④重型（Ⅱ）動力觸探試驗

現成使用XY-1型工程鉆孔，采用重型動力觸探頭，穿心錘重63.5kg，自由落距76cm，整個場地內均有布置。在夯前、夯后布置6個和12個檢測點以評價地基土均勻性，并評價填土的承載力。

（2）檢測結果評定

. 試驗結果采用平板載荷試驗、土工取樣試驗、標準貫入試驗、重型（Ⅱ）動力觸探試驗

等成果綜合評價各個檢測點的檢測指標。根據《巖土工程勘察規范》（GB50021-94），評價巖土參數標準值，檢測結果見下表4：

由表3說明：經強夯處理后的地基承載力滿足設計院要求。

5.結束語

（1）影響強夯有效加固深度的因素很多，除了夯擊能量外，還同土的阻尼性質、夯錘的形狀、錘底的單位壓力、土層孔隙中存在的氣體和空氣，不同土層的埋藏條件，地下水位狀況、夯擊次數等不同有關，因此，目前還沒有任何一種計算方法可精確地計算出各種不同地質條件下的強夯影響深度。強夯法的有效加固深度應根據當地經驗并經現場試夯確定，試夯及試夯檢驗是強夯施工中確定夯擊能量、夯擊次數、夯擊遍數及間歇時間的關鍵工序。

（2）由于在相同的夯擊能下，底面較小的夯錘其有效影響深度較深。針對我國施工機械起吊能力一般較小的現狀，采用鑄鐵夯錘可在不加大起吊重量與起吊高度的條件下，提高夯擊效果與增大加固深度。應優先選用鑄鐵夯錘，在條件所限的情況下，可在鋼殼內填充混凝土制成夯錘。此外，夯錘形狀的合理與否，在一定程度上也會影響夯擊效果。由于夯錘在起吊時會發生旋轉，因此采用圓形夯錘才能保證前后幾次夯擊的夯坑重合。

（3）隨著工程建設的加大，對于地基的處理，應用強夯法施工經濟合理。強夯法以其施工設備和工藝簡單、加固效果良好、質量可靠、造價較低的優勢必將得到更廣泛的應用。

參考文獻

[1]任新紅 強夯法加固地基的機理探討 路基工程 2007

[2]楊懷安 強夯法的技術設計 建筑工人 2007.3，8～10

[3]CECS 279∶2010，強夯地基處理技術規程.