利用監測與檢測手段來優化確定地基(砂類土)的強夯工藝參數

陳良向

廈門合誠工程檢測有限公司（361000）

利用監測與檢測手段來優化確定地基(砂類土)的強夯工藝參數

陳良向

廈門合誠工程檢測有限公司（361000）

國內沿海有些陸域的形成采用了吹填砂工藝，底下很少存在甚至沒有淤泥質土。采用強夯工藝對地基進行處理，可以快速方便地提高地基土強度。對于此類地基處理，擇優選取一種較實用的強夯工藝(工藝流程、施工參數)，既能保證地基處理效果達到規范要求，又能大大縮短施工工期，在節約施工成本的同時也能減小對人與環境的影響,為類似大面積施工的工程提供參考。

監測與檢測；砂類土；強夯工藝；優化

1 工程概況

本工程為廈門大小嶝造地納泥區地基處理一期工程(N-8區)，需采用強夯方法進行地基處理。在正式施工前，需要對場地進行夯擊試驗以確定強夯工藝參數。根據設計要求，試夯區域選取了4塊區域，如圖1所示。

圖1 N-8試夯區夯點分布圖

為了保證在強夯施工過程當中地基整體的穩定，我們在周邊埋設了4孔10 m深(該砂土地基深度約5 m)測斜管，通過深層水平位移方法在施工期間對其地基進行監測，以此評測強夯施工過程當中地基的穩定性。

2 土工試驗與施工工藝參數

2.1 土工試驗

試驗區確定前在場地里面取了兩個砂樣樣品做了篩分和含泥量試驗，其中篩分的試驗結果(細度模數)是2.82、2.76，含泥量的試驗結果是2.7%、2.8%。

2.2 施工工藝參數

1）根據設計提供的地質資料分析，強夯施工區域地質情況基本相同。施工方根據現場N-8區實際情況選定試夯區靠近海堤，交通便利，場地平整利于施工機械的運行，結果具有一定的代表性。試驗區位置見圖2所示,具體試驗分分布如圖1所示。

2）現場強夯試夯參數

夯擊能:點夯夯錘重27.4 t，落距為10.9 m，夯擊能為2 986.6 kN.m；面夯夯錘重25.4 t，落距為6.0 m，夯擊能為 1 524.0 kN·m。

夯擊數:(錘印搭接都是35 cm)，面夯側重于表層處理，本次工藝優化不包含面夯擊數的調整。

N-8-①、點夯為4遍，每遍4擊，面夯為2遍，每遍3擊。

N-8-②、點夯為2遍，每遍8擊，面夯為2遍，每遍3擊。

N-8-③、點夯為4遍，每遍3擊，面夯為2遍，每遍3擊。

N-8-④、點夯為2遍，每遍6擊，面夯為2遍，每遍3擊。

3）夯點距離:點夯為 3 m×3 m，面夯為 2.15 m×2.15 m。

4）夯錘直徑:點夯為2.5 m，面夯為2.5 m。5）點夯、面夯的夯擊順序為打一跳一。

2.3 砂土液化處理標準

按照GB 50191—2012《構筑物抗震設計規范》，地面下20.0 m深度范圍內的液化的判別，要求標貫擊數應不小于液化判別標準貫入錘擊數臨界值。經計算，在本工程吹填砂土或黏粒含量較低的吹填砂層經處理后標貫擊數應達到以下要求:吹填砂層（貫入點4.0 m以內）未修正的標貫擊數不小于8擊，吹填砂層（貫入點4.0～6.0 m）未修正的標貫擊數不小于10擊。

2.4 施工時間

強夯試夯時間為:

表1 4種強夯工藝時間效率對照表

N-8-①區:4遍各4擊施工時間段為7月19日完成第一遍夯擊；7月25日完成第二遍夯擊；7月29日完成第三遍夯擊，8月2日完成第四遍夯擊，約15 d。

N-8-②區:2遍各8擊施工時間段為7月19日完成第一遍夯擊；7月25日完成第二遍夯擊，約7 d。

N-8-③區:4遍各3擊施工時間段為7月29日完成第一遍夯擊；7月31日完成第二遍夯擊；8月1日完成第三遍夯擊，8月2日完成第四遍夯擊，約5 d。

N-8-④區:2遍各6擊施工時間段為7月29日完成第一遍夯擊；7月31日完成第二遍夯擊，約3 d。

4個試驗區施工結束后，按規范要求用標準貫入法進行現場檢測。

3 試驗結果及分析

3.1 試驗檢測結果

N-8區試夯區強夯完成后，在試夯區的的四個試驗區塊隨機各選取了2個共8個標貫檢測點，在未夯區域選取1點作為對比，標貫試驗共選取9個點。檢測夯點間土的實際標貫擊數，從夯前初始平面起至強重夯影響深度土層范圍內，每隔1 m進行標準貫入擊數的檢測。檢測結果表明:4個強夯試驗區經強夯處理后，均滿足設計要求。

3.2 夯沉量與夯擊次數關系

隨機抽取強夯過程當中監測記錄的部分夯沉量數據，計算出每遍夯沉量平均值并進行了統計。其中4遍*4擊和2遍*8擊總夯沉量分別達到了94 cm和95 cm；4遍*3擊和2遍*6擊總夯沉量分別達到了85 cm和87 cm。總體上差異性很小。

4 試夯施工過程圍堰穩定性分析

本次于2015年7月2日鉆孔埋設4個測斜孔，經過近一個星期自穩定后，于2015年7月8日開始對4個測斜孔進行監測。監測周期一個月，貫穿了試夯區整個施工過程。其中最大位移點出現在CXN8-4孔位上，最大位移量達到3.21 mm，四個孔的最大位移量在2.30～3.21 mm范圍內。可以判定整個試夯施工過程當中，整體圍堰處于穩定狀態。

5 強夯施工工藝參數的優化確定

通過對N-8區試夯區施工完成進行的標貫試驗，試驗結果均滿足設計要求。由標準貫入試驗數據可知:

1）總夯擊數為12與16各層累加的總貫擊數分別為87和101，說明夯實程度16擊會比12擊超出16.1%，明顯小于夯擊數超過的幅度(25%)。這表明隨著夯擊擊數的增長，夯實程度并沒有呈現正比例的增長。從施工效益考慮優先選擇序號2和序號4的方案。

2）由表1所示，序號2和序號4的效率會分別優于另外兩種方案。由于試夯面積存在較大區別(現場實際條件所限)，序號2和序號4的時間效率明顯存在誤差。但從常理分析，正常施工條件下，序號4的施工效率明顯會優于序號2。

6 結論

綜合以上所述，從工期和經濟效益角度考慮，序號4的工藝方案(點夯2遍6擊，面夯2遍3擊，詳細工藝參數見本文第三章第三節)為類似工程的最優施工方案。

[1]GB 50191-2012,構筑物抗震設計規范[S].

[2]JTS 133-2013水運工程巖土勘察規范[S].