王磊 溫德樂

【摘 要】本文介紹了強(qiáng)夯法在北海船廠拋石填海地基加固處理中的應(yīng)用，并對強(qiáng)夯施工方法，以及強(qiáng)夯后地基加固的效果加以論述。通過載荷試驗(yàn)、瑞雷波檢測、超重型動(dòng)力觸探等方法驗(yàn)證了該加固方法的可行性和適用性，并進(jìn)行了相互對比驗(yàn)證， 準(zhǔn)確評價(jià)了填土強(qiáng)夯地基處理后的工程特性，為后續(xù)類似工程的加固處理積累了經(jīng)驗(yàn)。

強(qiáng)夯法在國際上稱動(dòng)力固結(jié)法或動(dòng)力壓實(shí)法，這種方法是反復(fù)將很重的錘提到一定高度使其自由落下給地基以沖擊和振動(dòng)能量進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)，從而提高地基的強(qiáng)度并降低其壓縮性，改善地基性能。由于強(qiáng)夯法處理地基設(shè)備簡單、施工方便、適用范圍廣泛，而且加固速度快，效果好，投資省，是當(dāng)前較經(jīng)濟(jì)簡便的地基加固方法之一。本文對北海船廠拋石填海地基采用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固處理，通過載荷試驗(yàn)、超重型動(dòng)力觸探、瑞雷波檢測等方法檢驗(yàn)，強(qiáng)夯加固達(dá)到了預(yù)期效果，證實(shí)了該加固方法的可行性。

1. 工程概況

（1）北海船廠擬在拋石填海區(qū)新建船體車間。船體車間長153m，寬78m，車間為單層，行車為5～32噸，為地基承載力要求較高、地基沉降敏感的建筑物。

（2）區(qū)內(nèi)地層較為簡單，上部為開山碎石填土層（第①層），主要以10cm～100cm塊石為主，厚度為6.3～8.5m，填土下部局部為拋石擠淤的殘留體，主要為淤泥質(zhì)粘土（第②層），厚度為0.0～2.2m，基巖以花崗巖為主。

（3）設(shè)計(jì)要求加固后地基承載力特征值fak≥200KPa ，變形模量E0≥20MPa。地基加固目的：達(dá)到建設(shè)場地的整體穩(wěn)定和擠淤的目的；處理后地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求；處理后地基變形滿足設(shè)計(jì)要求。

2. 強(qiáng)夯施工參數(shù)

2.1 單擊夯擊能的選擇。需要加固的上覆土層厚度為6.8～9.0米，被處理土層主要為拋石回填土，根據(jù)我國《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）中的規(guī)定，選擇單擊夯擊能為4000KN.m，有效加固深度為8.0～9.0m。

2.2 夯點(diǎn)布置。夯點(diǎn)為梅花形布設(shè)，夯擊間距：橫向和縱向均為6m。

2.3 夯擊次數(shù)和夯擊遍數(shù)的選擇。最佳夯擊次數(shù)應(yīng)以夯坑壓縮量最大、夯坑周圍隆起量最小的原則確定。通過現(xiàn)場4000KN.m能量強(qiáng)夯試驗(yàn)。夯擊次數(shù)根據(jù)最后兩擊的夯沉量之差不大于50～80mm確定，第一遍重點(diǎn)點(diǎn)夯，夯擊次數(shù)為11～13擊；第二遍輔助點(diǎn)夯，夯擊次數(shù)為9～10擊；第三遍為滿夯，夯擊次數(shù)為3 擊。

2.4 間歇時(shí)間。兩遍點(diǎn)夯之間的間歇時(shí)間取決于夯點(diǎn)間超靜孔隙水壓力消散情況，夯點(diǎn)間距小孔隙水壓力消散較慢，夯點(diǎn)間距大孔隙水壓力消散快。鑒于本工程的地質(zhì)情況確定夯擊遍數(shù)時(shí)間間隔為3天。

3. 強(qiáng)夯效果檢驗(yàn)

3.1 平板載荷試驗(yàn)。在強(qiáng)夯區(qū)范圍內(nèi)完成了3個(gè)載荷試驗(yàn)點(diǎn)，它主要反映承壓板下1.5～2.0倍承壓板直徑或?qū)挾确秶鷥?nèi)地基土強(qiáng)度、變形的綜合性狀。主要試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)要點(diǎn)如下：承壓板面積為1 m2圓形；采用60t水箱提供反力；采用慢速維持載荷法，連續(xù)2小時(shí)內(nèi)，每小時(shí)沉降量小于0.1mm時(shí)方可施加下一級荷載；加荷采用QW100型千斤頂施加，荷載采用聯(lián)于千斤頂?shù)膲毫Ρ頊y定油壓，根據(jù)千斤頂率定系數(shù)計(jì)算而得；沉降觀測采用MP06-90型高精度位移測量儀進(jìn)行。

3.1.1 載荷試驗(yàn)成果。根據(jù)單級加載P（KPa）與相對穩(wěn)定沉降量s（mm）實(shí)測值，繪制各試驗(yàn)點(diǎn)p-s原始曲線，對原始曲線進(jìn)行修正后，得到各試驗(yàn)點(diǎn)PLT測試p-s曲線（見圖1、圖2、圖3）。

圖2 2號點(diǎn)P-S曲線 3.1.2 地基承載力值fak的確定。根據(jù)p-s曲線分析可知，各點(diǎn)試驗(yàn)曲線無明顯比例界限點(diǎn)，結(jié)合相類似工程檢測經(jīng)驗(yàn)，承載力特征值采用相對沉降法確定，取沉降量與承壓板直徑比值s/b=0.005～0.007所對應(yīng)的荷載值作為各試驗(yàn)點(diǎn)承載力特征值，各試驗(yàn)點(diǎn)部位地基土承載力特征值見表1。

從表2可以看出，夯后土體變形模量為21.4～26.9MPa，檢測點(diǎn)變形模量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的20MPa。

3.2 瞬態(tài)瑞雷波測試。應(yīng)用瞬態(tài)瑞雷波法對強(qiáng)夯地基進(jìn)行夯前、夯后進(jìn)行檢測，以了解整個(gè)強(qiáng)夯區(qū)地基的均勻性，同時(shí)對強(qiáng)夯地基加固影響深度作出評價(jià)。

3.2.1 采用設(shè)備及技術(shù)參數(shù)。采用吉林大學(xué)工程技術(shù)研究所研制生產(chǎn)的SE2404E型綜合工程探測儀對場區(qū)夯前、夯后進(jìn)行檢測，根據(jù)測試內(nèi)容安裝激振器和拾振器，在振源同一側(cè)應(yīng)放置兩臺間距為L的豎向傳感器，接收由振源產(chǎn)生的瑞雷波信號，改變激振頻率，測試不同深度處土層的瑞雷波波速。根據(jù)瑞雷波波速擬合計(jì)算地層橫波（剪切波）速度Vs，繪制頻散曲線Vr-H，根據(jù)頻散曲線對強(qiáng)夯地基進(jìn)行評價(jià)解釋，分析各測點(diǎn)在垂直方向上的強(qiáng)夯效果。技術(shù)參數(shù)設(shè)置：采樣長度：1024K；采樣率：0.5ms；高切：500Hz；12道檢波器；道間距：0.50m，偏移距2/5m；測試環(huán)境要求：100米內(nèi)無強(qiáng)夯等強(qiáng)震動(dòng)施工。

3.2.2 瞬態(tài)瑞雷波資料處理。

（1）按設(shè)計(jì)要求，夯前對場區(qū)內(nèi)6個(gè)典型點(diǎn)進(jìn)行瑞雷波測試，夯后在整個(gè)場區(qū)布置3條瑞雷波測線，共計(jì)完成24個(gè)測點(diǎn)，由于篇幅限制僅給出3個(gè)典型點(diǎn)夯前、夯后數(shù)據(jù)，見表3。

（2）從夯前和夯后瑞雷波檢測數(shù)據(jù)中可以看出：強(qiáng)夯后土體剪切波速提高， 反映了強(qiáng)夯后土體被擠密加固。夯前拋石填土區(qū)平均剪切波速范圍133.2m/s～144.5m/s，夯后場填土平均剪切波速范圍240.5m/s～263.6m/s，對比夯前、夯后測試成果，在強(qiáng)夯影響深度內(nèi)夯后場地填土剪切波速值提高80.1%。強(qiáng)夯加固后場地填土密實(shí)程度增加明顯。

3.3 超重型（N120）動(dòng)力觸探檢測。

（1）采用自動(dòng)落錘裝置，在每一檢測點(diǎn)深度方向連續(xù)貫入，每10cm測讀一次錘擊數(shù)N120。根據(jù)探頭貫入的難易程度判定土層的性質(zhì)。根據(jù)動(dòng)力觸探指標(biāo)，利用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，對地基土的變形模量、地基承載力作出評價(jià)。動(dòng)力觸探試驗(yàn)點(diǎn)在強(qiáng)夯后總計(jì)布設(shè)21個(gè)點(diǎn)位。由于篇幅限制僅給出5個(gè)典型超重型動(dòng)力觸探檢測數(shù)據(jù)，見表4。

（2） 采用連續(xù)的圓錐動(dòng)力觸探檢測，結(jié)果顯示夯實(shí)土的承載能力得到很大的改善。在碎石填土層內(nèi)所做超重型觸探擊數(shù)變化較大，根據(jù)夯區(qū)所做重型觸探擊數(shù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，土層承載力達(dá)到200KPa以上，滿足設(shè)計(jì)要求。

4. 結(jié)語

4.1 實(shí)踐證明， 強(qiáng)夯法地基處理技術(shù)具有設(shè)備簡單、施工方便、速度快、節(jié)省原材料、投資省、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)， 特別對于以塊石、碎石填料為主的拋石填海地基處理具有明顯的優(yōu)勢。

4.2 通過對本工程檢測的研究， 可以得知對于強(qiáng)夯地基效果的檢測， 需使用綜合的檢測方法。采用載荷試驗(yàn)獲得表層的地基承載力和變形模量； 采用連續(xù)的圓錐動(dòng)力觸探得到自上而下地層密實(shí)度， 經(jīng)處理后得到地層的承載力和變形模量；利用瑞雷波測試試驗(yàn)來確定加固土層影響深度及強(qiáng)夯有效加固深度。把每種檢測方法得到的結(jié)果進(jìn)行對比分析和綜合互補(bǔ)， 這樣強(qiáng)夯效果檢測評價(jià)結(jié)論才能準(zhǔn)確可靠。

參考文獻(xiàn)

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