大范圍強夯處理地基設計方法與措施總結

◎ 戚迎花

（鄭州中糧科研設計院有限公司，河南 鄭州 450001）

強夯法和強夯置換法具有加固效果顯著、施工期短、施工費用低等優點在實際工程中大量應用。本文結合不同地區多個大范圍挖填強夯處理地基實際工程經驗，總結設計方法，為類似工程地基處理提供參考。

1 處理方法總結

對于碎石土、沙土，低飽和度的粉土和黏性土、濕陷性黃土、素土填土地基等，采用強夯法可取得較好效果[1]。其中濕陷性黃土，強夯法適用于處理地下水位以上、含水率10%～22%且含水量低于塑限含水量1%～3%的濕陷性黃土地基[2]。土的天然含水率低于10%時，可增濕后強夯[3]。

為使土體密實度達到最優，填土的最優含水量宜采用擊實試驗確定，缺乏資料時，可按公式（1）計算最大干密度：

式中：ρdmax為分層壓實填土的最大干密度；η為經驗系數，粉質黏土取0.96，粉土取0.97；ρw為水密度；ds為土粒相對密度；ωop為填料最優含水量。

對于軟土地基，如高飽和度的粉土和軟塑、流塑的黏性土等對變性要求不嚴的工程，可采用強夯置換法。對于短期或偶然含水率高的土，也可晾干或采取其他措施降低含水率后，進行強夯處理。

強夯法和強夯置換法適用范圍廣泛；強夯法適用于碎石土、粉土，也適用于低飽和度的粉土和黏性土，對于濕陷性黃土，可調節土體含水率后進行強夯處理，而對于一般的素土、雜填土回填也可采用強夯法處理。在高飽和度的粉土地基上、軟塑、流塑的黏性土地基上對變形適應能力高的工程可采用強夯置換法。如中部和南方山地地區項目，場地平整不可避免產生大范圍挖填。對大面積的回填區進行地基處理，要求施工便捷、高效且造價低的處理方法。強夯法施工期短、整體費用低，而山區不必擔心強夯引起的噪音和振動問題，很適合處理山地地區項目。此外，對回填區進行強夯處理，客觀上對不利地段回填土進行夯填密實，使其整體性更好，有利于整體穩定，既滿足建筑地基要求，又對于需要處理邊坡的情況起到預處理的作用。

對于西北地區如甘肅、陜西等地區濕陷性黃土地基，亦可采用強夯法。不同于一般地基，濕陷性黃土地基不僅需要處理回填區，挖方區濕陷性黃土地基也需要處理，消除濕陷性黃土層的有效深度可按試夯結果確定。可按《濕陷性黃土地區建筑標準》相關規定根據消除濕陷性黃土層有效深度預估單擊夯擊能。如有必要，可采用預浸水法，對土體進行預處理，消除部分濕陷性，再進行強夯處理。

對于山區含水率高的土，可根據情況采取不同處理方法。如果含水率高是短期因素引起的，可采取晾曬或其他方法降低土的含水率，使之適于進行強夯處理；如不降低土的含水率，可采用強夯置換法，強夯置換與強夯法類似，主要不同在于強夯置換需要在夯坑內填塊石、碎石等粗顆粒填料，填料用量對造價成本影響較大。

2 施工前準備

（1）清表，施工前，應將表層耕植土、雜填土、淤泥質土等清除，運離場區不得用作回填土。

（2）施工前按土方設計要求挖、填，平整場地。對于山地地區，大范圍挖填地基，場地條件一般比較復雜，采用分層碾壓回填，分層厚度300～500 mm，回填應采用質地良好素土、原狀土等材料，回填深度4～8 m，設計中多控制在6 m以內。

（3）強夯施工，尤其對于較大夯擊能的，夯錘下落產生較大沖擊力的同時，也產生噪音和振動，對臨近建筑物和人員生產、生活產生不利影響，應進行實時動態監測，合理安排控制施工時間降低對臨近人員干擾，可挖隔振溝進行隔振、防震，減小對建筑物不利影響。對于干燥土質可能產生的揚塵如有必要應采取防塵措施。

3 試夯

正式施工前，應進行試夯。選取若干有代表性的場地進行試驗性施工，以確定其適用性和處理效果。試夯時可根據加固深度預估適當的夯擊能，如表1所示[1]，并根據試夯結果調整。

4 強夯

（1）強夯處理分為點夯和滿夯，其中點夯共2遍，點距6 m，梅花形布置，見圖1；滿夯2遍，錘印搭接。點夯夯擊能根據土質和試夯情況，一般在3 000～4 000 kN·m，滿夯夯擊能1 000 kN·m。

（2）滿夯完成后，用推土機整平場地，再采用振動壓路機縱橫多遍碾壓，滿足平整度要求，壓實系數不小于0.94。

（3）上述強夯法有效處理深度6 m，經檢測合格后重復上述方法，直至設計標高。

5 檢測

根據建筑與市政地基基礎通用規范，處理后的地基應進行地基承載力和變形評價，并在處理范圍和有效加固深度內進行地基均勻性評價[4]。

夯實地基的質量檢測主要包括地基承載力檢測和均勻性檢測，檢驗時間隨土質不同為7～28 d不等。根據建筑物重要性和場地復雜程度確定檢測數量[1]。

強夯處理后地基承載力檢驗可按照相關規范要求綜合確定。強夯置換后的地基應進行靜載荷試驗確定其單墩承載力，對于置換墩墩體不同深度密實情況，也應觸探查明。

6 其他問題或措施

（1）原始土體與回填土接觸。對于山地地區，原始邊坡弧度大，坡度大，為使回填土與原始土體更好結合，采用每1～2級，如圖2所示在原始邊坡挖三角形企口，再回填土的方式，起到較好效果。

圖2 回填土分層碾壓示意圖

（2）多次強夯施工中處理面對于多次強夯，施工中間段，邊坡位置會臨時產生處理平面，如圖3所示，這些平面也應進行強夯處理。

圖3 多次強夯處理面示意圖

（3）坡面壓實項目坡面多采用自然放坡法，坡面為三維植草坡面維護，可參考城市道路（護坡）做法。強夯施工時，夯錘靠近邊坡頂部邊緣施工，大的振動施工下，會造成坡面松散不平整，可用施工機械如挖土機進行坡面拍擊壓實，達到平整效果[5]。

7 結語

強夯法已在工程中得到廣泛應用，不同的強夯法解決工程中地基處理問題的同時也擴寬了強夯應用范圍，但還未形成一套成熟的設計方法。本文根據多個大范圍挖填處理地基強夯處理地基工程實踐經驗，總結設計常規做法和所遇到的問題以及采取的有利措施，為強夯處理地基提供參考。