冶煉渣地基強夯處理實例

摘要：強夯法最初僅用于加固砂性土和碎石土地基，經過幾十年的應用與發展，通過改進施工方法和改善地基土的排水條件，強夯法逐漸適用于加固從礫石到粘性土的各類地基。在我國強夯法用來加固碎石土、砂土、粘性土、雜填土及濕陷性黃土等地基土。它不僅能提高地基的強度并降低其壓縮性，而且還能改善其抵抗震動液化的能力和消除土的濕陷性。且強夯施工方法具有施工機具簡單，施工方便，加固地基效果顯著，適用范圍廣泛，能縮短工期和降低工程造價等優點。本文就一例在冶煉渣地基上的強夯實例對這種地基處理方法的實效進行了闡述。

關鍵詞：冶煉渣、強夯

冶煉渣在鋼鐵與有色金屬冶煉廠每年均有大量產出，除少部分用于水泥工業與建筑材料之外，大部分未能利用，作為廢料堆置一旁，常占地數萬平方米至數十萬平方米，堆積十數米，遇降水、暴風則嚴重污染環境從而成為公害。冶煉渣堆積土因其成分復雜均勻性差，用來作為重型建筑物的地基需要慎重處理。新疆某鋼鐵廠為節約用地，治理冶煉渣公害，對冶煉渣堆積場使用強夯進行地基處理，用4000kN·m強夯加固10～15m深的渣層取得成功。

該工程是該鋼鐵廠新建的燒結廠，廠房屬重型4層鋼筋混凝土結構。單柱荷載達到4000～6000kN，設計要求容許地基承載力為300kPa，變形模量為30MPa。地基為10～15m厚的冶煉渣人工堆積層，以下為巖層（圖4.15.1）。渣土化學性質穩定，但不均勻，成分復雜。渣土大部分為粒狀。顆粒大小屬角礫，但夾有數十厘米的渣塊、鋼筋、廢棄鋼材、

圖1 場地的典型剖面 磚木等建筑垃圾。渣土中間或有數厘米至數十厘米的空洞。又有強度很高的不連續分布的水平膠結層（由未冷卻的渣倒出后冷凝而成），鎬刨困難，但因不連續，厚度不等而無利用價值。渣層的這些特點使得無法取原裝土樣或旁壓試驗。因此采用下列手段對加固效果進行監測：靜載荷試驗與重型Ⅱ動探、剪切波速測定，深層土的相對壓縮、深層土壓力測定，荷載塊共振法測土的剛度及自振頻率等。

由于設計荷載大，要求加固深度達10m以上，且渣土的內摩擦阻力很大（內摩擦角為40°左右），因而采用大能級—4000kN·m強夯。夯點間距6m。錘重27t，直徑2.78m，鑄鋼平底錘。吊車為50t履帶吊。夯擊遍數為3遍，每點15擊。因為地下水位在15m以下，故無土中水空隙壓力高的問題。三遍無需留間歇時間。夯點布置為6m間距的正方形，第二遍夯為方形的中點，第三遍為滿夯，能量為2000kN·m。滿夯時夯點相切，每點夯6～7擊。停夯的標準三遍相同，按最后一擊的擊沉量控制。

強夯后取得下列效果：

1.夯后地面無隆起，地面平均下沉2.3m，說明夯擊能全部用于夯實土層，未形成土的向上擠出。

2.夯后土性有很大的改變，滿足了設計要求（見表1）。由表中可看出地基容許承載力由原來的130kPa提高到310kPa，變形模量由16MPa提高到33MPa，在確定上述值時考慮到對冶煉渣的地基處理經驗不多，取值偏于保守。實際按各單項試驗的實測結果，比上述值更大。圖2為靜載試驗與重型Ⅱ動力觸探的部分結果。圖3、圖4為夯坑地面實測下沉和變形。

3.埋在土中的相對壓縮儀顯示，在地下14m處土的壓變為2.5%。地下10m處的剪切波速由原先的130m/s提高到170m/s。在10m深處，動力觸探值及土壓力盒的測試也有明顯變化。根據上述諸點可證實強夯的加固影響可達到12～13m的深度。判定上述加固深度的依據指標是：①土的容許承載力達到170kPa；②剪切波速提高30%；③強夯造成的土的相對壓縮達到2.3%。

4.目前廠房已建成，觀測到的基礎沉降為數毫米。

5.與原設計沖孔灌注樁方案相比，僅此一廠房即節約土建資金400萬元。

結論：使用強夯法處理冶煉渣地基，有效提高了地基承載力，加速了土的沉降；這種地基處理方法加固深度大、加固質量好，工期較樁基短，能有效節約土建成本；同時也治理了冶煉渣公害，是一種值得推廣的地基處理技術。

參考文獻

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[5]葉書磷《地基處理工程實例應用手冊》中國建筑工業出版社，1998