張永宏

(山西宏廈建筑工程第三有限公司，山西陽泉 045000)

1 概述

1)強夯法是用起重機械將一個大噸位的夯錘，起吊到一定高度后自由落下，給地基以強大的沖擊能量的夯擊，從而在地基土中產(chǎn)生較大的沖擊波和沖擊應力，迫使土層孔隙壓縮，土料重新排列，經(jīng)時效壓密達到固結，以提高地基承載力，降低其壓縮性的一種有效的地基加固方法。

2)強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度粉土、粘性土、濕陷性黃土、高填土和雜填土等地基。在加固區(qū)周圍有建筑物或設備時，需謹慎采用，必需時，應采用防振、隔振措施。

現(xiàn)結合陽煤120萬m輸送帶項目強夯地基處理的實際工程情況及其加固效果，對強夯法設計和施工進行簡要闡述。

2 工程概況

1)陽煤120萬m輸送帶項目位于陽泉市開發(fā)區(qū)，其北側為駝嶺頭村，西側距陽泉市義白路500m，場區(qū)東西長約470m，南北長約300 m，占地面積14萬m2。該施工場區(qū)山梁溝谷縱橫，地形起伏較大，場區(qū)土石方施工時，將北側的山梁開挖，回填到南側、西側的溝谷當中，致使南側、西側形成90 000多平方米的回填區(qū)域。填土成分土質(zhì)均勻性很差，填土厚度變化較大，不適于作為地基持力層。

2)該回填區(qū)域土層分布及特征自上而下為:①層素填土:以平時開挖爆破的山體碎石、粉質(zhì)粘土為主，土質(zhì)均勻性很差，厚度5 m～14 m，結構松散，壓縮性高。②層粉土、③層粉質(zhì)粘土:厚度較小，呈透鏡狀分布，壓縮性低，承載力高。④層泥巖:厚度變化大，上部強風化，鐵質(zhì)含量較高，下部較純，鋁質(zhì)含量高，節(jié)理面有紅色鐵質(zhì)礦物分布，碎裂狀結構，破碎，貝殼狀斷口，壓縮性低，承載力高。

3)根據(jù)地質(zhì)資料、設計平面圖、原始地形圖、復測地形現(xiàn)狀圖，經(jīng)從技術、經(jīng)濟、工期等幾方面綜合分析，決定對南側、西側回填區(qū)軟弱地層采用強夯法地基處理。

3 強夯設計

3．1 強夯處理范圍

按照每邊超出建筑物基礎外邊緣寬度宜為基底下設計處理深度的1/2～2/3，并不小于3．0 m的要求設定處理范圍。強夯處理地基面積為94 078．76 m2。

3．2 強夯單擊夯擊能

根據(jù)地基土類別、結構類型、荷載大小和要求處理的深度等因素綜合考慮，并通過現(xiàn)場試驗確定強夯單擊夯擊能:有效加固深度為6 m以內(nèi)的區(qū)域，單擊夯擊能選擇為2 000 kN·m;有效加固深度為7 m以內(nèi)的區(qū)域，單擊夯擊能選擇為3 000 kN·m;有效加固深度為7 m～14 m區(qū)域，按強夯兩層處理，即將該部分回填土挖除7 m，用5 000 kN·m夯擊能夯擊下部一層，然后二次回填至原有標高后，用3 000 kN·m夯擊能夯擊上部一層。

3．3 夯點布置及夯擊遍數(shù)

1)設計要求:夯點布置應根據(jù)基礎的形式和加固要求而定;夯點間距取決于基礎布置、加固土層厚度和土質(zhì)等條件;單點夯擊數(shù)應按現(xiàn)場試夯和夯沉量關系曲線確定，而且應滿足最后兩擊平均夯沉量不大于5 cm，夯能較大時不大于10 cm的要求;夯擊遍數(shù)應根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，一般可為2遍～3遍;兩遍間隔時間可為1周～4周。根據(jù)這些要求，我們分部位對夯點布置、間距、單點夯擊數(shù)、夯擊遍數(shù)進行了設計。

2)5 000 kN·m夯能按6．5 m正三角形布置，強夯分3遍完成，第1，2遍夯主夯點，夯點布置成梅花狀，第2遍夯點布置于第1遍夯擊點之間。第1遍不少于13擊，第2遍不少于10擊，并且滿足最后兩擊平均夯沉量不大于10 cm，最后1遍為滿夯，能級2 000 kN·m，擊數(shù)不少于4擊，要求錘印相切。兩遍間隔時間為2周。

3)2 000 kN·m，3 000 kN·m夯能按4．5 m正三角形布置，強夯分3遍完成，第1，2遍夯主夯點，第1遍不少于12擊，第2遍不少于10擊，并且滿足最后兩擊平均夯沉量不大于5 cm，最后1遍為滿夯，能級1 000 kN·m，擊數(shù)不少于3擊，要求錘印相切。兩遍間隔時間為2周。

3．4 強夯處理后地基應達到的要求

1)通過強夯處理，使地基填土更加密實，加速了填土地基的固結速度。

2)地基承載力標準達到150 kPa。

3)通過強夯處理，使場區(qū)回填區(qū)域形成均勻性良好，沉降一致的地基。

4 強夯施工

4．1 施工區(qū)段的劃分

該場地強夯施工采用分段施工方法，每段施工順序為從邊緣夯向中央。根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，清除表土后，按軟弱土層厚度不同，把強夯處理地段分成7 m～14 m區(qū)、6 m～7 m區(qū)和5 m～6 m區(qū)三個區(qū)。

4．2 施工工藝

1)場地清理。強夯施工前，首先應該進行場地掃障清理，清除地表雜物，拆除或改移地下管線及埋置物，對周圍建筑物或設備采取一定的保護措施。

2)場地平整。在強夯機械進入場地前，應采用推土機對強夯場地進行場地平整，對于粘土、濕陷性黃土類土質(zhì)的場地，可鋪設一層1．0 m厚的爆破石渣墊層，以作為強夯機械的持力層，便于強夯作業(yè)，并減小強夯時由于沖擊波的影響而造成的上部土層松動。

3)第1遍夯點放測、場地標高測量。利用控制樁對第l遍夯點位置進行定位放測，用小木樁或石灰標出，并對夯前場地標高進行測量，做好標記及記錄，繪制標高圖。

4)試夯。在強夯場地內(nèi)，選擇一塊區(qū)域作為強夯試夯區(qū)。根據(jù)試夯效果，進行分析，修改強夯施工工藝參數(shù)，為正式強夯施工提供指導。

5)第1遍夯點的夯擊。a．起重機就位，夯錘置于夯點位置。b．測量夯前錘頂標高。c．夯錘起吊至預定高度后脫鉤落下，放下吊鉤測量錘頂標高，計算出單擊夯沉量。d．重復步驟c．，按設計規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標準，完成一個夯點的夯擊。e．移位:起重機向后退一定距離，然后起吊夯錘使其對準下一個夯點后放下，再起吊龍門架使機具準確就位，然后進行下一個夯點的夯擊作業(yè)。f．重復上述步驟b．～步驟e．，完成第1遍全部夯點的夯擊作業(yè)。

6)夯中場地平整、測量。完成第1遍夯點后，用推土機填平夯坑，并測量夯后場地標高，并計算平均下沉量。

7)第2遍夯點的放測和夯擊。第2遍夯點的布設，方法與第1遍相同。要求在規(guī)定的間隔時間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)。

8)滿夯。最后1遍為滿夯，用于加固場地表層松土。

9)終夯后場地平整、測量。滿夯完成后，最后進行一次場地平整，并測量滿夯后的終夯面標高，計算最終下沉量。

4．3 基本的技術要求

1)單位夯擊能、夯點布置、夯點間距、單點夯擊數(shù)、夯擊遍數(shù)要嚴格按照設計規(guī)定的參數(shù)進行，落錘應平穩(wěn)，夯位應準確。

2)強夯加固順序應先深后淺，即先加固深層土，再加固中層土，最后加固表層土。

3)由于該工程強夯作業(yè)正值雨季，施工時，在場地四周挖設排水溝、在北側山頂設置了截洪溝，防止雨水流入場區(qū)內(nèi)。夯前夯后場地平整時進行了分層碾壓，保持表面1%～2%的排水坡度，用于排除場面雨水。

4)當場地土軟弱或地下水位較高，夯坑內(nèi)積水影響施工時，應進行人工降低地下水位或鋪填一定厚度的砂、砂礫或碎石等材料(墊層厚度一般為0．5 m～2 m)，使地下水位低于坑底面以下2 m，然后進行施工。如果場地夯坑內(nèi)積水，應立即用污水泵排水，如有淤泥應用挖掘機挖出并運至場外，以防場地或夯坑長時間浸泡。

5)如若強夯作業(yè)進行冬季施工，應清除表層凍土后再進行強夯作業(yè)，夯擊次數(shù)可適當增加。

6)為了減少強夯對附近建筑物的振動影響，在夯區(qū)與附近建筑物之間應設置防振溝。對于碎石土地基，防振溝的深度不應小于3 m。

7)做好施工過程中的監(jiān)測和記錄工作。

4．4 質(zhì)量檢驗標準

1)地基強度、地基承載力、夯擊遍數(shù)及順序、夯擊范圍(超出基礎范圍距離)、前后兩遍的間歇時間應符合設計要求。

2)夯錘落距允許偏差±300 mm;錘重允許偏差±100 kg;夯點間距允許偏差±500 mm。

5 質(zhì)量檢測

強夯施工結束3周后，由具有檢測資質(zhì)的陽泉新宇巖土有限責任公司對強夯加固質(zhì)量進行了檢測。

依據(jù)JGJ 79-2002建筑地基處理技術規(guī)范，YB 9010-98巖土工程驗收和質(zhì)量評定標準，在強夯區(qū)域布設各類型檢測鉆孔40個，載荷試驗點7個，采用了連續(xù)重型動探試驗、標準貫入試驗、P—S波速測試和平板載荷試驗四種方法進行了檢測。

6 結語

檢測試驗表明:強夯處理后的地基承載力明顯提高，地基承載力和變形模量、影響深度均滿足設計要求。實踐證明強夯法由于具有操作工藝簡單，適用范圍廣，安全可靠，經(jīng)濟實用等特點，在軟弱地基處理方面應用前景廣闊。

［1］龔曉南．地基處理手冊［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008．

［2］《建筑施工手冊》編委會．建筑施工手冊(第四版縮印本)［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006:383-385．

［3］JGJ 79-2002，建筑地基處理技術規(guī)范［S］．

［4］葉觀寶，陳望春，徐 超．強夯地基處理有效加固深度的分析研究［J］．上海地質(zhì)，2003(3):22-25．