某繞城高速監控辦公樓強夯（置換）地基處理的應用

畢研超，任夢寧，郭晉欣

（山東省交通規劃設計院集團有限公司，山東 濟南 250031）

引言

隨著交通強國戰略的實施，我國高速公路里程快速增長，較多的高速沿線房建工程位于填方區，故經常遇到地基處理的情況。對較厚填土的地基處理有復合地基及強夯（置換）處理兩種，強夯地基較復合地基施工成本低、周期短，而且高速沿線房建工程一般離城鎮較遠，無需擔心強夯施工過程中振動對鄰近居民的影響，故強夯處理對填方場區的建筑地基有著較好的經濟適用性[1]。強夯處理地基的加固原理是利用夯錘自由下落產生的沖擊動能使地基密實，這種沖擊振動通過能量波的形式向地下傳播。強夯置換地基處理是通過夯擊和填料形成置換體，使置換體和原地基土構成復合地基[3]。

1 工程概況

某繞城高速公路監控分中心辦公樓地上8層,總建筑面積7 629.32 m2，室內外高差0.6 m，建筑高度31.65 m。工程結構設計使用年限為50 a，安全等級為二級，地基基礎設計等級為乙級，結構形式為框架結構，基礎形式為筏板基礎和獨基基礎，見圖1，基礎埋深為2.5 m。

圖1 基礎平面布置/mm

地質勘察報告顯示場區第1層素填土為圖2陰影部分，場區內多有分布，土層厚度有4 m、5 m、10 m不均，多較松散，成分復雜，為欠固結土，工程性質較差。

圖2 地質剖面/mm（標高/m）

2 強夯置換地基處理應用分析

2.1 強夯布置方案

根據地勘建議及現場踏勘，對第1層素填土進行強夯（置換）處理，處理后作為基底持力層，要求本場區夯實的有效加固深度不小于10 m，處理后的地基承載力特征值不小于200 kPa，夯擊能和夯擊次數通過試夯確定。由于本場區上部回填土較為松散，對于填土厚度較大區域進行試夯時發現夯沉量較大，很難在10擊內達到止夯標準；采用強夯置換后，平均在6擊內即可達到止夯標準。對填土厚度小于4 m的區域采用強夯處理，夯擊能4 000 kN·m，每個夯點不少于8擊；對填土厚度4～5 m的區域采用強夯處理，夯擊能5 000 kN·m，每個夯點不少于8擊；對填土厚度大于5 m的區域采用強夯置換處理，夯擊能6 000 kN·m，每個夯點不少于10擊；滿夯每點不少于6擊。強夯置換的墩體材料選用級配良好的塊石、碎石，填料中粒徑大于300 mm的顆粒含量不超過全重的30%，最大粒徑不大于500 mm[2]。

2.2 強夯施工參數

在夯坑周邊無過大隆起，且不因夯坑過深而提錘困難的前提下，止夯標準：當夯擊能為4 000 kN·m時，最后兩擊平均夯沉量不大于80 mm；當夯擊能為5 000 kN·m、6 000 kN·m時，最后兩擊平均夯沉量不大于100 mm；滿夯2 000 kN·m最后兩擊平均夯沉量不大于50 mm。夯擊遍數為兩遍，每遍夯點間距為7 m，夯點布置呈正方形布置，強夯（置換）處理范圍為寬出基礎邊緣7 m。夯錘直徑2.9 m，夯錘重30 t，夯錘落距依夯擊能確定，落距=夯擊能/夯錘重。強夯處理施工記錄見表1。

表1 強夯置換施工記錄

2.3 檢測結果

地基靜載荷試驗檢驗點共5個，檢測所得地基承載力特征值均滿足設計要求的200 kPa；強夯地基均勻性檢測采用重型動力觸探試驗檢測，所測5孔在檢測深度范圍內未發現明顯軟弱土層。

3 結語

對于填方場區，可根據不同的填土厚度選擇相適應的夯擊能；當上部回填土固結時間短、較為松散時，建議采取強夯（置換）地基處理。由于本工程在指定區域進行了試夯，通過現場施工過程及處理后的檢測結果可得，采用強夯（置換）處理后的地基滿足設計要求。強夯的施工參數對地基處理效果的影響是顯著的，施工時應根據現場實際地質條件，在設計指定區域進行試夯，根據試夯的反饋結果，及時調整施工方案，最終確定強夯處理的施工參數。針對此類場區可根據現場實際情況推廣采用強夯（置換）地基處理。