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(太原太工天昊土木工程檢測有限公司，山西 太原 030024)

引言

強夯法作為北方地區(qū)提高軟地基承載力常用的地基加固方法之一，目前主要應用于砂土、非飽和性黏土和雜填土地基中。強夯法是將重錘提升至一定高度，由重錘自由落體落至土層上，使軟地基土層達到迅速固結的一種方法。該方法的優(yōu)點是應用范圍廣，施工工藝簡單，施工成本低，施工質量好；缺點是噪聲大、振動大、夯實深度較淺，對周邊環(huán)境影響較大。

1 工程概況

某地擬建服裝廠廠房為大型鋼結構工業(yè)廠房，總長約為600 m，寬約為160 m，檐高為13 m，結構形式為排架結構，基礎采用鋼筋混凝土獨立基礎，柱為預制鋼筋混凝土柱，其他構件均為鋼結構構件。該廠房橫向柱間距為18 m，縱向柱間距為10 m。由于廠房柱間距較大，且高度較高，因此柱基礎所承受上部結構荷載較大，需對柱下地基進行加固處理才能滿足相應的承載力要求。據(jù)設計資料要求，柱下地基要求承載力≮120 kPa，土體壓縮模量需達到8 MPa；地坪處理后承載力≮50 kPa，土體壓縮彈性模量為6 MPa。

2 地質勘查情況

該廠房所在場地西高東低，呈緩坡狀，地下水主要為孔隙型潛水，主要分布在第一層土層，即素填土中，地下水具有輕微腐蝕性。進行地質勘查時，根據(jù)場地情況將探孔深度分別設置為8～28 m范圍，土層自上而下分別為：①素填土、②-1粉質黏土、②-2粉質黏土、③層粉質黏土、④殘積土和強、中風化砂巖。

由于該廠房場地不平，且場地標高低于設計標高，因此，需在場地上方堆載回填土，西側需回填1～3 m回填土，東側需回填6～9 m回填土，回填后需對回填土進行壓實處理，使土體的壓實系數(shù)達到0.95及以上。

3 回填土地基加固處理方法的選擇

對回填土地基進行加固處理的方法較多，有砂石樁、水泥混凝土攪拌樁和強夯法。砂石樁和水泥混凝土攪拌樁施工時噪聲較小、振動小，對周邊環(huán)境影響較小，但施工成本較高，若在該工程中使用砂石樁，則地基加固總成本約為940萬元；若使用水泥混凝土攪拌樁，則地基加固總成本約為770萬元。

強夯法作為最為常見的地基加固處理方法，具有噪聲大、振動大，對周邊環(huán)境影響較大，但施工成本較低。該工程位于郊區(qū)，周邊2 km范圍內并無較大小區(qū)，因此，經(jīng)專家論證和環(huán)保部門的批準，最終使用強夯法對該場地基地進行加固處理，施工總成本約為640萬元。

4 強夯法加固地基的設計

4.1 強夯法的設計要求

由于回填土及原地基的承載力不能滿足上部結構承載及抗震荷載要求，因此需對地基進行加固處理方能滿足相應的要求。

(1)柱下地基要求承載力≮120 kPa，土體壓縮模量需達到8 MPa。經(jīng)地基加固處理后，需使設計標高-1～3 m范圍土體地基承載力特征值達到180 kPa及以上，地基土地的壓縮模量需達到10 MPa及以上，瑞雷波波速應達到180 m/s；-3～9 m范圍土體地基承載力特征值達到120 kPa及以上，地基土地的壓縮模量需達到8 MPa及以上，瑞雷波波速應達到150 m/s，強夯法加固后的地基土體深度達到8～9 m。

(2)地坪下地基處理后承載力≮50 kPa，土體壓縮彈性模量為6 MPa。經(jīng)地基加固處理后，需使設計標高-1～3 m范圍土體地基承載力特征值達到80 kPa及以上，地基土地的壓縮模量需達到6 MPa及以上，瑞雷波波速應達到100 m/s；-3～9 m范圍土體地基承載力特征值達到50 kPa及以上，地基土地的壓縮模量需達到5 MPa及以上，瑞雷波波速應達到50 m/s，強夯法加固后的地基土體深度達到8～9 m。

(3)強夯后地基總沉降量不應超過120 mm。

4.2 強夯法的設計方案

由于該場地東西兩側需回填的土厚不同，在進行強夯施工時，東西兩側的強夯擊能不同，應根據(jù)回填高度確定強夯擊能。如在東側施工時，應將柱基礎附近的強夯擊能設置為4 000 kN·m；在中部施工時，應將柱基礎附近的強夯擊能設置為3 000 kN·m；在東側施工時，應將柱基礎附近的強夯擊能設置為2 000 kN·m。

對場地內地坪進行強夯時，應采用3遍夯擊的方式進行，其中前2遍為點夯，第3遍為滿夯。點夯時擊能設置為3 000 kN·m，滿夯時擊能設置為1 500 kN·m。強夯時應按照圖1～3方式進行夯實。

圖1 柱基夯點大樣

5 試夯施工

在進行正式強夯時，應首先對場地地基進行試夯，以確定地基土體的最佳夯實次數(shù)、夯擊遍數(shù)、單擊夯擊能、總夯擊能、單位夯擊能、有效的加固深度、地基承載力特征值等。

試夯時選擇場地中部地坪處，便于后期處理施工，且對場地內地基影響較小。試夯時共在該范圍內試夯5遍，其中進行第1～3遍點夯時選取25個點，第4遍點夯時選取50個點，第5遍點夯時共選取256個點，點夯擊能從第1～5遍依次為4 000 kN·m、4 000 kN·m、3 000 kN·m、3 000 kN·m、1 000 kN·m。

圖2 地坪點夯夯點布置示意圖

圖3 地坪滿夯夯點布置示意圖

6 試夯施工

6.1 試夯施工

(1)正式施工前，應首先將場地內積水進行清排，對場地內回填土進行找平，以便于施工機械行走。

(2)平整場地后對場地內地面高程進行復測，并使用白灰將夯點位置進行標識。

(3)將強夯機和夯錘就位，安裝完成后對夯錘與地面距離進行測量，確保每次落錘時夯錘與地面間距不變，使擊能滿足設計要求。

(4)第1遍夯實完畢，應測試夯實前與夯實后地基土體沉降量，若沉降量滿足設計要求則第1遍夯實結束，再繼續(xù)進行第2遍夯實。

(5)第2遍夯實前，應將夯點沉降的土體回填，回填時所采用的回填料應滿足設計要求，之后再將夯點位置土體進行平整，采用同樣的方法進行夯實施工，直至夯實完畢。

(6)進行滿夯施工時，應對錘擊數(shù)、錘落距和錘印搭接情況進行控制，并進行記錄，確保實際施工與設計相符。

6.2 施工質量保證措施

在進行強夯施工時，應使用孔徑尺寸為300 mm左右的圓柱形夯錘進行施工，夯錘底部應有泄氣凹槽及孔洞。泄氣孔的存在使得夯錘落地時，夯錘底面與地面接觸后不會因為負壓作用而將表面土層吸起，從而可提高強夯的施工質量；選擇夯錘時，不得使用錘底磨損較為嚴重的夯錘，同時還嚴禁使用梨形和錘底呈鍋底狀的夯錘，確保夯錘的表面平整，提高強夯時的施工質量。

強夯時禁止在坑底或存在淤泥的地表進行施工，若必須進行施工時應將坑填平、將淤泥置換，之后方可進行強夯施工；強夯時，若發(fā)現(xiàn)夯點四周土體隆起，應將隆起部位的土體挖平，填至夯點內。強夯置換點時，應采用跳打法進行施工，避免強夯時地面向某一方向隆起。

6.3 施工質量保證措施

在強夯施工時，應使用明顯的警示線或鋼絲網(wǎng)將強夯施工區(qū)域進行圍擋，并有專人看守，避免非操作人員誤入施工區(qū)域而產(chǎn)生人身傷害；強夯施工前，應對場地內的地下管線情況進行調查，并對施工場地內的障礙物和雜物等清除；夯錘起吊后禁止一切人員從夯錘下方經(jīng)過；在進行強夯施工時，拉錘人員應與夯錘保持15 m之外的距離，禁止將拉繩捆綁至拉錘人員身上，確保施工人員的安全；每天開工前，施工人員應對起重機及鋼絲繩等起重設施的磨損情況進行檢查，確保安全施工；施工單位應派專門安全員管理施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)工作，確保強夯施工安全、穩(wěn)定的進行。

6.4 監(jiān)測檢測工作

6.4.1 孔隙水壓力值監(jiān)測

該工程總占地面積大，在進行強夯施工過程中，場地內孔隙水壓力不均等，因此應在場地內共設置3個孔對該場地內的孔隙水壓力值進行監(jiān)測，布置監(jiān)測點時分別在場地東西兩側和中部各布置1個孔隙水壓力監(jiān)測點，并根據(jù)孔隙水壓力值的變化進行施工調整。

6.4.2 載荷試驗

該工程在進行載荷試驗時，采用抽樣檢測的方法進行載荷試驗，每3 000 m2布置一個測點，該場地內共計布置32個測點進行載荷試驗。進行載荷試驗時，將極限荷載設置為240 kN，每一級荷載為30 kN，逐級加載，共計加載八級，即240 kN時停止繼續(xù)加載。某一測點沉降量與荷載關系如圖4(a)所示，沉降量與時間關系如圖4(b)所示。從圖中可知，試驗曲線并未出現(xiàn)斜率變化較大的點，經(jīng)過相應計算后得到該點處的壓縮模量滿足設計要求。同樣計算其他測點的壓縮模量，均滿足設計要求。

(a) 某一測點沉降量與荷載關系

(b) 某一測點沉降量與時間關系圖4 某一測點載荷試驗曲線圖

7 結語

本文以某地服裝廠廠房施工中使用強夯法進行回填土加固為依據(jù)，分析其采用的施工方法、施工質量控制措施，以及進行強夯施工時應采取的安全措施，經(jīng)相關監(jiān)測顯示，加固工程滿足驗收規(guī)范和相關設計文件要求。