強夯法地基處理技術在擋土墻基底加固施工中的應用

楊良雄

摘 要：本文簡述了強夯法地基處理技術的概念與特點，并結合強夯法在廈門第二西通道（海滄隧道）工程竹蘭山采石場棄土場擋土墻基底加固應用的工程實例，說明了強夯法在擋土墻基底加固中地基承載力提升較大，地基加固效果明顯。

關鍵詞：強夯法；基底加固；承載力；效果

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.098

0 引言

強夯法是利用起重機將重錘提升到一定的高度，使其自由落下給地基土強大的沖擊和振動，以達到提高地基強度和降低其壓縮性的目的[2]。

強夯法具有效果顯著、適用面廣、設備簡單、施工方便、節省勞力、施工期短、節約材料和費用低廉等諸多優點。它不僅能提高地基土的強度、降低其壓縮性、還能改善其抗振動液化的能力和消除黃土地基的濕陷性，目前已在工業民用建筑、公路及鐵路路基、機場跑道、碼頭堆場等地基加固工程中得到了成功運用[2]。

1 強夯法地基處理技術在擋土墻基底加固工程中的應用

1.1 工程概況

海滄區竹蘭山采石場為廈門第二西通道（海滄隧道）工程的棄土場。21世紀初規劃為采石場，片區內炸山采石及加工生產，致使該片區自然景觀和生態環境遭到嚴重的破壞，水土流失嚴重。采石場場地高低不平、坑坑洼洼，各分區高差較大，且存在有多處大深坑、亂石堆和生產過程中產生的生活垃圾等固體廢棄物[3]。

由于該棄土場棄土量大，為確保棄土場長期穩定，在棄土場下方沿線設計一處483m擋土墻，勘探數據顯示，K0+230.0～K0+360.0段擋土墻基底為雜填土和淤泥質土，厚度2～6m，深度大，采用一般基底處理技術難以滿足擋墻施工要求[3]。

1.2 棄土場擋墻基底換填

設計圖紙中明確要求，K0+230.0～K0+360.0段擋墻基底承載力應達到140～170Kpa，基坑開挖至基底設計標高時，經現場地基承載力檢測，為75～100 Kpa不等，無法達到設計要求承載力要求。按照設計要求，在強夯施工前，首先應對該段擋土墻基底進行換填處理，平均換填深度2.0m，換填材料采用隧道主洞開挖洞渣，中風化輝綠巖，灰黑色，巖質較硬。換填施工完成后，整平處理，做試夯場地準備。

1.3 擋土墻基底強夯處理

1.3.1 試夯施工

（1）K0+230.0～K0+360.0段擋土墻基底強夯法地基處理設計圖要求如下：

①單擊夯能為5000Kn·m；

②最后兩擊的平均夯沉量應不大于100mm。

（2）強夯設備選擇。擋土墻基底強夯施工機械采用帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機，履帶式起重機性能良好，功率較高，可實現有效強夯施工。夯錘錘重35.79t，錘徑為1.4m，夯錘落距為14.0m，夯點單擊夯能E=mgh=35.79×10×14.0=5036Kn·m，滿足設計要求（5000Kn·m）。

（3）通過試夯，確定強夯點夯施工參數。

①在試驗內隨機選取2點進行強夯試驗，試夯過程測量人員及時采集相應標高變化數據（表1、表2）。

②數據分析。夯擊次數和夯沉量關系曲線如下：

從以上兩組點夯試夯數據及夯沉量與夯擊次數關系圖可知：點夯至第6、第7擊時，夯沉量趨于穩定，滿足設計要求單擊夯能為5000Kn·m，最后兩擊的平均夯沉量應不大于100mm的要求。因此，可確定強夯施工參數如下，以指導后續大面積強夯施工：

（1）夯錘落距不小于14.0m；

（2）夯擊次數不小于6擊；

（3）若發現夯沉量較大地段，可適當增加夯擊次數，以確保基礎的有效加固深度；

（4）夯坑周圍不應發生過大隆起；

（5）不應夯坑過深而發生提錘困難。

1.3.2 擋墻基底強夯施工

（1）墊層鋪筑。強夯施工前在施工區域鋪設碎石墊層，并碾壓

密實。碾壓完成后再進行強夯施工，防止夯擊時礫石飛濺傷人。

（2）夯點放樣。放樣用全站儀和鋼尺依據區塊定位樁實施。通過夯點放樣，預先在場地上標定出每遍主夯點，在每一遍主夯點施工前，在強夯區內用白灰放測直徑等于夯錘直徑的圓形點位，圓心即為夯點中心，圓心撒上白灰，作為夯錘找點的標志。每夯完一遍重新進行下一遍的施工放樣，具體操作同前。

（3）主夯點施工。主夯點施工是一個基本作業程序的重復循環過程。強夯區域采用兩遍點夯，一遍滿夯的加固方案。錘徑為1.4m，點夯夯點布置采用梅花型布置，間距3m，第一遍夯位間距為6m×3m，第二遍夯位間距也為6m×3m，兩遍點夯后形成3m×3m的夯坑。點夯單擊夯能為5000KN.m，單點夯擊次數為6擊，滿夯單擊夯能為1000KN.m，單點夯擊次數為2擊。

（4）施工后地基承載力檢測。強夯施工完成后，對該段擋土墻基底進行相應地基承載力檢測，承載力為220～240 Kpa不等，符合設計擋墻基底承載力要求。

1.3.3 強夯施工質量控制要點及注意事項

（1）正式開夯前應檢查夯錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合要求。

（2）夯擊次數也是強夯施工中應嚴格控制的一個重要施工參數。

（3）強夯施工的合適順序為：先兩邊，后中間。即在同一排（橫向）強夯施工時，先施工靠近路肩的夯點，再施工中間的夯點。

（4）為確保施工安全，強夯開始施工前，應認真檢查強夯起重設備的門架、橫梁、脫鉤器等主要結構和部件的材料的制作及安裝質量。

（5）注意吊車、夯錘附近人員的安全。為防止飛石傷人，吊車駕駛室應加防護網。夯錘起吊后，吊臂和夯錘下方15m范圍內不得站人，非工作人員應遠離夯擊點30m以外。吊車就位后一定要檢查門架是否平穩。

2 結語

本文通過闡述強夯法地基處理技術在廈門第二西通道（海滄隧道）工程棄土場擋土墻基底強夯加固中的實際應用可知，強夯法地基處理技術對地基承載力提升較大，加固效果明顯；與普通的地基加固處理技術相比較，強夯法施工成本較低。可為類似場地條件的地基加固工程提供一定的經驗與參考。

參考文獻：

[1]李九林，賈乃康.強夯法在加固高速公路軟弱和液化地基中的應用[J].鐵道標準設計，2004（06）：54-55.

[2]籍延青，粱仁旺.填士的強夯機理與實驗研究[D].碩士學位論文.太原：太原理工大學，2005.

[3]廈門第二西通道工程三階段施工圖設計[S].