董炳寅，水偉厚，秦劭杰

（大地巨人（北京）工程科技有限公司，北京 100176）

0 引 言

強(qiáng)夯法由法國工程師L. Menard于1970年創(chuàng)立，最初用于法國南部Cannes附近Napoule海濱由廢石土圍海形成的場地[1-2]。我國自1975年開始介紹并引進(jìn)強(qiáng)夯技術(shù)，1978年開始用于填土地基[3]，之后在天津新港開展強(qiáng)夯加固軟土地基試驗(yàn)，夯后地基承載力明顯提高[4]。由于我國可液化砂土區(qū)、濕陷性黃土區(qū)和軟黏土區(qū)分布廣泛，近年來又廣泛開展了削山造地、削峰填谷、圍海造地等工作，為強(qiáng)夯技術(shù)在我國的發(fā)展提供了良好的客觀條件[5]。同時，工程建設(shè)中的山區(qū)高填方地基、開山塊石回填地基、炸山填海、吹砂填海等工程也越來越多，需要加固處理的填土厚度也越來越大，為高效處理這些具有復(fù)雜地質(zhì)條件的場地，在傳統(tǒng)強(qiáng)夯工藝的基礎(chǔ)上，強(qiáng)夯技術(shù)開始走向高能級和多元化。所謂多元化即對復(fù)雜場地進(jìn)行地基加固時，單一處理方法很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求或由于經(jīng)濟(jì)等條件受限，針對不同的地基土，綜合其他加固機(jī)理和強(qiáng)夯機(jī)理各自的優(yōu)勢共同加固地基的一種復(fù)合處理形式。各種方法均有其適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，強(qiáng)夯法通過與多種地基處理方法聯(lián)合進(jìn)行復(fù)雜場地的處理，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和可靠的技術(shù)質(zhì)量效果。而且，強(qiáng)夯技術(shù)的廣泛應(yīng)用有利于節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)，是一種綠色的地基處理技術(shù)，其進(jìn)一步應(yīng)用必然使強(qiáng)夯這一經(jīng)濟(jì)高效的地基處理技術(shù)為我國工程建設(shè)事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)?；诖耍疚膹膹?qiáng)夯理論、高能級強(qiáng)夯技術(shù)、復(fù)合強(qiáng)夯加固技術(shù)三方面梳理了我國強(qiáng)夯工程實(shí)踐和研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上對強(qiáng)夯技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了展望。

1 強(qiáng)夯理論的發(fā)展

1.1 強(qiáng)夯加固的動力固結(jié)理論

采用強(qiáng)夯法加固多孔隙、粗顆粒的非飽和無黏性土?xí)r，夯錘產(chǎn)生的沖擊荷載使土體中的孔隙比減小，土體密實(shí)度增大，從而提高土體的強(qiáng)度[6]。強(qiáng)夯造成飽和無黏性土強(qiáng)度提高的過程可分為夯擊能量轉(zhuǎn)化、土體液化、排水固結(jié)密實(shí)和次固結(jié)壓密4個階段[7]，飽和無黏性土中往往含有一定量的微氣泡，當(dāng)土體受到?jīng)_擊荷載后，氣體受到壓縮作用，導(dǎo)致孔隙水壓力增大，土體部分結(jié)合水變成自由水，土體發(fā)生液化，土骨架同時產(chǎn)生明顯的彈塑性變形甚至土結(jié)構(gòu)破壞。單次夯擊完成后，氣體膨脹，孔隙水壓力沿夯坑周圍裂隙及毛細(xì)管排出，土體發(fā)生固結(jié)沉降，有效應(yīng)力逐漸增加，地基土強(qiáng)度逐漸提高。隨著夯擊次數(shù)的增加，土中氣體和孔隙水繼續(xù)大量逸出，土體塑性變形增加，形成較穩(wěn)固的骨架結(jié)構(gòu)[8-9]。

左名麒[10]、馮永烜等[11]、孔令偉等[12]、郭偉林等[13]通過波動理論對強(qiáng)夯加固機(jī)理進(jìn)行了分析，夯錘與土體接觸的瞬間產(chǎn)生巨大的沖擊力，產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動，振動在土體內(nèi)向四周傳播形成應(yīng)力波，根據(jù)波的作用、性質(zhì)和特點(diǎn)的不同，可分為體波和面波兩種。體波又分縱波和橫波，縱波是由振源向外傳遞的壓縮波，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的前進(jìn)方向一致，縱波使土體產(chǎn)生壓縮，加密土體。橫波使土體產(chǎn)生畸變，出現(xiàn)裂縫，有利于孔隙水、氣的逸出。面波只限于地基表面?zhèn)鞑?，包括瑞利波和樂甫波，一些學(xué)者從波動法的角度認(rèn)為面波對地基土起不到加密作用，反而使地基表面松動，為無用波或有害波，而孔令偉等[12]、牛志榮等[14]分別利用成層土中瑞利波特征方程對強(qiáng)夯后瑞利波的影響深度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果表明瑞利波為強(qiáng)夯法的有效加固波型，其影響深度約為1個波長，對夯坑土體起到加密作用，并推導(dǎo)得到了土體體積壓縮應(yīng)變θ隨深度變化的表達(dá)式（式1和式2）。

式中：D為夯錘直徑；ω為強(qiáng)夯加荷的圓頻率；CR為瑞利波波速；CP為縱波波速；fd為強(qiáng)夯時產(chǎn)生R波的主頻；z為有效加固深度；t為傳播時間；x為傳播距離。

1.2 強(qiáng)夯加固機(jī)理的微觀解釋

土體宏觀現(xiàn)象的反映，都是它微觀變化的結(jié)果[15]。通過對強(qiáng)夯前、后土體的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，可以從微觀角度解釋強(qiáng)夯加固機(jī)理。對強(qiáng)夯前、后土體進(jìn)行掃描電鏡測試發(fā)現(xiàn)，夯后土中礦物顆粒趨于定向排列，土中孔隙明顯變小，夯坑底土體板狀長石邊緣破碎，大粒徑碎屑顆粒發(fā)生細(xì)化[16]。賈敏才等[17]采用圖像跟蹤拍攝和數(shù)字處理技術(shù)，對夯擊作用下砂性土密實(shí)的微觀機(jī)制進(jìn)行試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)在夯擊荷載作用下砂顆粒排列有序性不斷增強(qiáng)，經(jīng)歷從無序性排列到定向排列、顆粒之間孔隙減小和接觸數(shù)不斷增加的過程，而砂顆粒的定向排列和接觸顆粒數(shù)的增加表現(xiàn)為土體孔隙比減小、密實(shí)度增加、壓縮性降低、地基承載力提高。甘德福等[15]對夯前與夯后土的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)夯后土顆粒擠碎變小，顆粒互相擠密并呈一定方向性排列，土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高。

1.3 強(qiáng)夯加固軟土地基的探討

軟土地基具有高壓縮性、低強(qiáng)度和弱透水性等特點(diǎn)，夯錘沖擊產(chǎn)生的應(yīng)力波動對地基土體產(chǎn)生壓縮和剪切運(yùn)動，土顆粒發(fā)生錯動并形成一定數(shù)量的微裂縫，隨夯擊能和夯擊次數(shù)不斷增加，孔隙水壓力不斷升高，孔隙水壓力沿微裂縫向地面排出，但對軟土地基，特別是淤泥質(zhì)土，土體滲透性弱，孔隙水壓力難以在短暫的夯擊過程中充分消散，造成孔隙水停留在軟土中，抵抗夯擊能，阻止土粒靠攏，再次夯擊時會出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象。因此，強(qiáng)夯加固軟土地基的關(guān)鍵在于解決好孔隙水壓力的消散問題。孔隙水壓力消散的難易程度與土體中的孔壓梯度和排水通道有關(guān)，強(qiáng)夯能量增加，造成土體中形成較高的孔隙水壓力梯度和數(shù)量眾多的微裂縫，這對孔隙水壓力的消散是有益的，但過大的夯擊能會使土體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，破壞微裂縫排水通道，造成孔隙水壓力難以消散，同樣會出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象，因此，選擇合理的夯擊能是影響強(qiáng)夯加固軟土地基效果的首要因素。此外，控制前后兩遍夯擊的間隔時間，使夯擊造成的孔隙水壓力充分消散，也可以避免“橡皮土”的出現(xiàn)。

鄭穎人等[9]針對軟黏土地基的特點(diǎn)，提出“由小到大，逐級加能，少擊多遍，逐級加固”的強(qiáng)夯工藝。徐惠亮[18]在上海軟土地基上進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)，夯擊能100 t·m，夯后靜力觸探測試結(jié)果表明強(qiáng)夯有效加固深度約為7 m，證明了強(qiáng)夯加固軟土地基的可行性。夯前在軟土地基中設(shè)置排水通道，有利于孔隙水壓力的順利排出，從而達(dá)到強(qiáng)夯加固軟土地基的效果。鄒仁華[19]在軟土中設(shè)立水平和豎向排水體系，夯后土體的強(qiáng)度有較大幅度的提高。曾慶軍等[20]、魯秀云[21]、王月香等[22]、張鳳文等[23]分別在軟土地基上采用砂井和塑料排水板充當(dāng)豎向排水體，強(qiáng)夯取得較好的加固效果。夯前采用堆載預(yù)壓[24]、井點(diǎn)降水[25-26]、電滲井點(diǎn)預(yù)壓[27]、真空降水[28-32]、真空電滲法[33-34]等方法疏干飽和軟土地基中的孔隙水，使其完成初步固結(jié)，再進(jìn)行強(qiáng)夯，能高效處理軟土地基。因此，若在夯前和夯擊過程中解決好軟土地基中孔隙水壓力的消散問題，則強(qiáng)夯加固軟土地基具有一定的可行性。

1.4 強(qiáng)夯置換理論

強(qiáng)夯置換法是采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石等粗顆粒材料，用夯錘連續(xù)夯擊形成強(qiáng)夯置換墩。一般用于淤泥、淤泥質(zhì)黏土等軟弱土層和黏性飽和粉土、粉砂地基。該處理工藝如果置換墩密實(shí)度不夠或沒有著底，將會增加建筑物的不均勻沉降[35]。因此，采用強(qiáng)夯置換法前，必須通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性和處理效果。與強(qiáng)夯法相比，強(qiáng)夯置換用于軟土，能形成大直徑、高密實(shí)度的碎石墩，對減小工后變形有利，目前工程使用越來越廣泛，國內(nèi)最高的強(qiáng)夯置換能級已經(jīng)達(dá)到18 000 kN·m。

強(qiáng)夯和強(qiáng)夯置換的區(qū)別主要在于：（1）有無填料；（2）填料與原地基土有無變化；（3）靜接地壓力大??；（4）是否形成墩體（比夯間土明顯密實(shí)）。強(qiáng)夯置換要求有填料而且填料好，夯錘靜接地壓力≥80 kPa，形成密實(shí)的置換墩體，上述4個條件同時滿足才能成為強(qiáng)夯置換。

如填土地基，強(qiáng)夯施工過程中因夯坑太深時（影響施工效率和加固效果），或提錘困難時（夯坑坍塌或有軟土夾層吸錘），可以或應(yīng)該填料，這是強(qiáng)夯，即強(qiáng)夯也可以填料，不是填料一次就是強(qiáng)夯置換了。對于采用柱錘強(qiáng)夯來說，滿足接地靜壓力是容易的，因?yàn)橹N直徑大多為1.1～1.8 m，對于平錘，只有在錘重超過一定重量時可以滿足錘底接地靜壓力的要求，且同時滿足其他3個條件后的平錘施工才是強(qiáng)夯置換。

例如內(nèi)蒙古某煤制天然氣項(xiàng)目，場地主要為沙漠細(xì)砂地基，場地分別采用8 000 kN·m和3 000 kN·m能級平錘施工，其中8 000 kN·m能級施工過程中，夯坑回填碎石。兩個能級采用的均是直徑為 2.5 m的平錘，3 000 kN·m能級（夯錘20 t）每遍施工后進(jìn)行原場地砂土推平再施工，而8 000 kN·m（夯錘40 t）能級施工過程中回填了大量碎石料（圖1）。本案例 3 000 kN·m能級施工雖有填料但不滿足其他3個條件，僅僅算是強(qiáng)夯。8 000 kN·m能級同時滿足了強(qiáng)夯置換的4個條件，應(yīng)該屬于強(qiáng)夯置換?，F(xiàn)場檢測表明夯點(diǎn)周邊砂土地基相對密度大幅增加，夯點(diǎn)處形成了密實(shí)的碎石墩體。建構(gòu)（筑）物基礎(chǔ)荷載作用點(diǎn)、變形敏感點(diǎn)、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折部位等可以布置在夯點(diǎn)上，提高建構(gòu)（筑）物的抗變形能力。

圖1 內(nèi)蒙古某項(xiàng)目強(qiáng)夯置換示意圖Fig. 1 Schematic diagram of dynamic compaction replacement of a project in Inner Mongolia

強(qiáng)夯和強(qiáng)夯置換是一個大工藝條件下針對不同地質(zhì)條件不同設(shè)計(jì)要求的兩個產(chǎn)品，強(qiáng)夯置換更加側(cè)重于形成置換墩的一個工藝。在很多實(shí)際工程中不能簡單地理解為強(qiáng)夯置換就是強(qiáng)夯用于加固飽和軟黏土地基的方法。工程中避免用一個“大扁錘”（靜接地壓力＜80 kPa）來施工強(qiáng)夯置換，這是很難形成“給力”的強(qiáng)夯置換墩，而應(yīng)通過適當(dāng)縮小錘底面積增加靜壓力來加強(qiáng)強(qiáng)夯置換的效果。

近年隨著強(qiáng)夯置換能級的不斷增加和工程實(shí)踐的不斷拓展，發(fā)現(xiàn)當(dāng)強(qiáng)夯置換的能級超過8 000～10 000 kN·m時，夯錘直徑在2.2～2.5 m左右的夯錘施工的效果優(yōu)于更小直徑的夯錘。究其原因，能級8 000～18 000 kN·m以后，因?yàn)閺?qiáng)夯機(jī)提升高度的限制，錘重達(dá)到了40～80 t，即便是2.2～2.5 m直徑的夯錘靜接地壓力也達(dá)到了100～210 kPa，已經(jīng)很高，再加上提升高度的沖擊應(yīng)力，沖擊的夯坑深度大部分已經(jīng)超過5 m。如果采用了更“細(xì)”的夯錘，錘直徑1.2～1.5 m，夯錘靜接地壓力也達(dá)到了230～700 kPa，沖擊應(yīng)力是更大了，但是每次有點(diǎn)像“針”一樣在“扎”地基，不能產(chǎn)生有效地“深層擊密”和“側(cè)向擠密”，而“深層擊密”和“側(cè)向擠密”才是強(qiáng)夯置換的實(shí)質(zhì)目的。通過多個工程實(shí)例分析總結(jié)，強(qiáng)夯置換能級對應(yīng)夯錘直徑如表1所示。

表1 強(qiáng)夯置換能級對應(yīng)夯錘直徑Table 1 Rammer diameter corresponding to dynamic compaction replacement energy level

1.5 對國內(nèi)各規(guī)范強(qiáng)夯章節(jié)的評述

當(dāng)前應(yīng)用強(qiáng)夯法處理地基的工程范圍極廣，已付諸實(shí)踐的有工業(yè)與民用建筑、重型構(gòu)筑物、機(jī)場、堤壩、公路和鐵路路基、貯倉、飛機(jī)場跑道及碼頭、核電站、油庫、油罐、人工島等。各行業(yè)、地方規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對于強(qiáng)夯地基處理的要求不盡相同各有側(cè)重點(diǎn)。本文就國內(nèi)現(xiàn)行的關(guān)于強(qiáng)夯章節(jié)特點(diǎn)的幾個重要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評述。

（1）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（GJG 79—2012）：強(qiáng)夯置換地基的變形計(jì)算突破原有規(guī)范（02版）復(fù)合地基的計(jì)算方法，將強(qiáng)夯置換地基變形計(jì)算分為兩個部分，即“墩變形+應(yīng)力擴(kuò)散法”。

（2）《復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范》（GBT 50783—2012）：強(qiáng)夯置換的理論和技術(shù)更加明晰，將強(qiáng)夯置換墩長突破到11 m，最高能級達(dá)到18 000 kN·m。強(qiáng)夯置換的4個缺一不可條件：①有無填料；②填料與原地基土有無變化；③靜接地壓力大?。虎苁欠裥纬啥阵w（比夯間土明顯密實(shí)）。

（3）《鋼制儲罐地基處理技術(shù)規(guī)范》（GBT 50756—2012）將強(qiáng)夯施工能級首次提高到18 000 kN·m，這也是國內(nèi)規(guī)范規(guī)定的最高能級。

（4）《上海市地基處理技術(shù)規(guī)范》（DG/TJ 08—40—2010）國內(nèi)規(guī)范中首次提出降水強(qiáng)夯法：對需處理不適宜強(qiáng)夯法直接壓密的軟土先進(jìn)行降水，并施加多遍合適能量（少擊多遍，先低后高）的強(qiáng)夯擊密，達(dá)到降低土體含水量，提高土體密實(shí)度和承載力，減少地基的工后沉降與異沉降量。

（5）《高填方地基技術(shù)規(guī)范》（GB 51254—2017）對分層強(qiáng)夯做出明確要求，并對工作面搭接的強(qiáng)夯做出要求。

（6）《吹填土地基處理技術(shù)規(guī)范》（GB/T 51064—2015）明確強(qiáng)夯法包括強(qiáng)夯置換法和降水強(qiáng)夯法，適用于處理粗顆粒吹填土、砂混淤泥、砂（碎石）混黏性土及表層覆蓋一定厚度碎石土、砂土、素填土、雜填土或粉性土的吹填土地基。

（7）《建筑地基檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 340—2015）：強(qiáng)夯地基的檢測，要全面、辯證、綜合判斷、要運(yùn)用多種方法（包括各種室內(nèi)、現(xiàn)場試驗(yàn)）綜合判定。

2 高能級強(qiáng)夯技術(shù)的發(fā)展

2.1 高能級強(qiáng)夯加固機(jī)理

高能級強(qiáng)夯在現(xiàn)有強(qiáng)夯地基處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過提高單擊夯擊能，依據(jù)動力學(xué)原理和應(yīng)力擴(kuò)散原理，分別以高（10 000～18 000 kN·m）、中（4 000～8 000 kN·m）、低（1 000～3 000 kN·m）不同能級分遍組合和夯點(diǎn)間距的合理布置，分別對建筑地基深層、淺層和表層予以加固處理，從而提高地基的強(qiáng)度、降低壓縮性、改善抗液化能力、消除濕陷性、提高土的均勻程度、減少差異沉降等[36-37]。

以18 000 kN·m能級強(qiáng)夯為例，加固原理見圖2所示。由圖2可以看出，第1、2遍點(diǎn)為主夯點(diǎn)，強(qiáng)夯能級為18 000 kN·m，第3遍強(qiáng)夯為插點(diǎn)夯，強(qiáng)夯能級為8 000 kN·m，主夯點(diǎn)有效加固深度大，夯點(diǎn)間距也較大，有利于強(qiáng)夯能量往地層深部傳遞[38-39]。輔夯點(diǎn)強(qiáng)夯能級較主夯點(diǎn)小，主要加固主夯點(diǎn)間的土層，確保土層沿深度方向形成一定范圍的加固體，在夯坑整平過程中，對主夯點(diǎn)較深的夯坑，進(jìn)行原點(diǎn)加固夯，確保整平后主夯點(diǎn)淺部的加固效果，最后對場地進(jìn)行滿夯，夯印彼此搭接，以保證加固后的土層在水平方向均勻性。

圖2 高能級強(qiáng)夯加固原理示意圖Fig. 2 Schematic diagram of high energy dynamic compaction reinforcement principle

2.2 高能級強(qiáng)夯技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)行《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79—2012）[40]中的最高能級為12 000 kN·m，《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB 50025—2018）[41]中為 8 000 kN·m，《鋼制儲罐地基處理技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50756—2012）[42]中的最高能級為18 000 kN·m，《復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50783—2012）[43]中強(qiáng)夯置換的最高能級為18 000 kN·m。而實(shí)際工程中，碎石土回填地基上的最高能級已經(jīng)達(dá)到25 000 kN·m；濕陷性黃土地基上的最高能級也已經(jīng)達(dá)到20 000 kN·m。由于我國“地少人多”的矛盾日漸突出，在解決用地矛盾時已采用大規(guī)模的“填谷造地”、“圍海造地”等方法。圍海、填谷造地堆積起來的深厚填土場地非常疏松，而且還常夾雜有淤泥雜質(zhì)，需要加固處理的深度很大。場地一次性回填形成，填土厚度超過10 m以上，為使其地基強(qiáng)度、變形及均勻性等滿足建設(shè)的要求而選用了高能級強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。這種地基的處理以降低地基土的壓縮性、達(dá)到減少工后沉降為主要目的，采用其他方法很難處理，而且效果差、成本高、工期長，如堆載預(yù)壓法需要數(shù)年，而采用高能級強(qiáng)夯法可以一次性處理到位，工期可縮短至3～5個月，地基處理效果顯著。

如甘肅省某大型石油化工場地，占地面積約80萬m2，濕陷性黃土的濕陷程度由上向下，由Ⅱ級自重濕陷性黃土一直漸變?yōu)榉菨裣菪渣S土，濕陷性黃土的最大底界埋深在16 m左右。設(shè)計(jì)要求消除全部濕陷性，可用于該場地的地基處理方法主要有墊層法、高能級強(qiáng)夯法、擠密法和預(yù)浸水法。對油罐地基，16 000 kN·m高能級強(qiáng)夯法一次處理與擠密法相比，費(fèi)用約為擠密法的 1/4，工期約為其的1/2。與分層強(qiáng)夯法比較，費(fèi)用節(jié)省1/4，工期縮短40%。由此證明了高能級強(qiáng)夯法處理山區(qū)高填方工程和拋石填海工程的經(jīng)濟(jì)性和高效性。

然而，強(qiáng)夯處理效果與能級并不是簡單的正相關(guān)性[44]。當(dāng)強(qiáng)夯能級為1 000～20 000 kN·m時，地基表層的承載力基本都滿足要求，不同能級的差別主要表現(xiàn)在深層加固效果，也就是有效加固深度上，反映出來的就是抵抗變形效果是否滿足設(shè)計(jì)要求。因此，應(yīng)按所要處理地基的有效加固深度來確定強(qiáng)夯能級，有效加固深度與單擊夯擊能間的關(guān)系見圖3。

由圖3，當(dāng)夯擊能較?。ǎ? 000 kN·m）時，隨著夯擊能增大，有效加固深度呈線性增大；當(dāng)夯擊能較大（＞5 000 kN·m）時，隨著夯擊能增大，有效加固深度增加速度變慢，即隨著夯擊能的不斷增大，加固效果增加不再顯著，強(qiáng)夯的效益下降。如20 000 kN·m比10 000 kN·m能級增加了100%，有效加固深度僅增加了約50%，成本卻增加了1倍，雖能級越高，有效加固深度越大，但僅靠能級增加得到的有效加固深度的增幅衰減明顯，故從經(jīng)濟(jì)性角度對強(qiáng)夯的能級有一定的限制，才能達(dá)到最大效益，不可能無限制地提高強(qiáng)夯能級，對要求有效加固深度更大的工程，不必一味地增加能級，可考慮分層處理或結(jié)合其他方法，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期綜合比較后選擇采用。

圖3 不同強(qiáng)夯能級與有效加固深度關(guān)系曲線Fig. 3 Relationship curve between different dynamic compaction energy level and effective reinforcement depth

強(qiáng)夯置換也是如此，通過多個工程實(shí)例統(tǒng)計(jì)分析，如圖4所示，當(dāng)能級低于8 000 kN·m時，置換墩長度隨能級呈線性增大，但隨著夯擊能的繼續(xù)增大，置換墩長度呈緩慢增加趨勢。多項(xiàng)工程實(shí)例研究表明，實(shí)際強(qiáng)夯置換能級達(dá)到15 000 kN·m以上時，置換墩長度很難超過10 m。

圖4 強(qiáng)夯置換能級和置換墩長度的關(guān)系Fig. 4 Relationship between replacement energy level and replacement pier length of dynamic compaction

圖3和圖4中的數(shù)據(jù)，是根據(jù)多個項(xiàng)目的實(shí)測得到并分別寫入了《鋼制儲罐地基處理技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50756—2012）[42]和《復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50783—2012）[43]。需要說明的是，這個關(guān)系一定是在滿足了一系列條件下的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。這個條件主要是能級要夠（不能偷能級），擊數(shù)要夠（不能偷錘）。如果實(shí)際施工的能級不夠、擊數(shù)不夠，這個關(guān)系就會大打折扣，2012年版的《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》比2002年版的《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》相同能級的強(qiáng)夯有效加固深度基本上均減了1 m，正是基于這點(diǎn)考慮。

2.3 高能級強(qiáng)夯有效加固深度

有效加固深度是使用強(qiáng)夯法加固地基時選擇強(qiáng)夯能級的最重要指標(biāo)，也是判斷強(qiáng)夯加固效果的重要依據(jù)，它直接關(guān)系到對強(qiáng)夯能級和施工工藝的選擇[45-47]。清華宋二祥團(tuán)隊(duì)采用可以模擬超大變形的物質(zhì)點(diǎn)法對強(qiáng)夯過程進(jìn)行模擬，提出強(qiáng)夯過程中的能量轉(zhuǎn)化率概念，對能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律進(jìn)行了深入研究，模擬分析表明，能量轉(zhuǎn)化率的提高不總意味著每擊夯沉量的提高，揭示了主要因素對加固范圍的影響[48]。研究表明，有效加固深度要根據(jù)不同土類和加固目的綜合判定[37]。影響有效加固深度的因素分為內(nèi)因和外因兩類，其中內(nèi)因包括地基土的粒徑、相對密度、飽和度、地下水位等；外因主要指強(qiáng)夯施工工藝，包括夯錘的重量、形狀、底面積、落距、擊數(shù)、夯擊遍數(shù)和間歇時間等[49]。殘積土回填地基強(qiáng)夯有效加固深度隨強(qiáng)夯能級增加呈衰減趨勢[50]。相同的夯擊能、相同的底面半徑條件下，重錘低落優(yōu)于輕錘高落加固效果[51-52]。

一些學(xué)者采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊相似理論計(jì)算高能級強(qiáng)夯有效加固深度。湯磊等[53]提出了一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)夯有效加固深度預(yù)估方法，并以濕陷性黃土地區(qū)為例介紹了它的建模方法和應(yīng)用實(shí)例。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢在于可表達(dá)一種高度非線性的映射關(guān)系，將其用于強(qiáng)夯有效加固深度的預(yù)估可考慮較多的影響因素，計(jì)算結(jié)果較準(zhǔn)確，同時避免了一般理論難以擺脫的簡化、假設(shè)、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)和復(fù)雜的計(jì)算[54]。陳志新等[55]提出基于模糊相似優(yōu)先的強(qiáng)夯有效加固深度預(yù)測方法，預(yù)測結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果相近，該方法排除了人為因素對分析、評定結(jié)果的干擾，具有較強(qiáng)的識別評判能力和簡便、定量嚴(yán)密的特點(diǎn)。周向國等[56]指出強(qiáng)夯有效加固深度的計(jì)算應(yīng)綜合考慮強(qiáng)夯能級、夯擊次數(shù)與遍數(shù)、錘底面積、夯點(diǎn)布局、土質(zhì)類型等因素。胡瑞庚等[49]針對在碎石土、濕陷性黃土、砂土3種不同土質(zhì)回填地基上進(jìn)行的高能級強(qiáng)夯試驗(yàn)，采用平板載荷、動力觸探、瑞利波試驗(yàn)等方法研究強(qiáng)夯前后淺層地基承載力和深層密實(shí)度的變化，提出考慮土類別的高能級強(qiáng)夯有效加固深度計(jì)算公式（式4），與規(guī)范[40]公式相比，該公式不僅考慮了強(qiáng)夯能級修正系數(shù)對有效加固深度的影響，而且考慮了高能級強(qiáng)夯下不同回填土質(zhì)的影響。現(xiàn)有關(guān)于高能級強(qiáng)夯有效加固深度方面的研究尚未成熟，提出的理論方法往往缺少現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證，而且規(guī)范[40]中的公式又缺乏對高能級強(qiáng)夯的修正參數(shù)，因此有必要進(jìn)一步根據(jù)理論方法開展現(xiàn)場試驗(yàn)研究高能級強(qiáng)夯有效加固深度。

式中：h為有效加固深度，m；EP為強(qiáng)夯能級，kN·m；k為修正系數(shù)，對碎石土、濕陷性黃土k = 0.12，對砂土k = 0.13；?h為有效加固深度修正值，對碎石土?h = ?1.5，對砂土?h = 0，對濕陷性黃土?h = ?2.4。

3 復(fù)合強(qiáng)夯加固技術(shù)的發(fā)展

3.1 砂樁-強(qiáng)夯法

對飽和粉土、黏土地基，強(qiáng)夯作用下土體孔隙水壓力升高，土體滲透性弱，孔隙水壓力難以在短時間消散，孔隙水壓力一方面吸收能量，使土體不能得到加固，另一方面?zhèn)认蜃饔脭_動土體，使原有承載力降低。為使強(qiáng)夯法適用于此類場地，需解決強(qiáng)夯過程中孔隙水壓力排水通道問題，夯前在場地按一定的縱橫間距設(shè)置砂樁或袋裝砂井，形成人工排水通道，然后再夯擊樁間土使其排水固結(jié)，并與砂樁形成復(fù)合地基。張鳳文等[23]采用砂樁-強(qiáng)夯法加固飽和粉質(zhì)黏土地基，夯后復(fù)合地基承載力提高 1倍以上。魯秀云[21]采用砂樁–強(qiáng)夯法加固新近沉積的黏土地基，發(fā)現(xiàn)設(shè)置砂樁可減少強(qiáng)夯間歇時間。

3.2 碎石樁-強(qiáng)夯法

夯前在飽和軟土地基中打入碎石樁，形成豎向排水通道，夯擊引起的超孔隙水壓力將沿著顆粒間隙和排水通道由高壓區(qū)向低壓區(qū)擴(kuò)散，軟土地基產(chǎn)生排水固結(jié)。同時，在強(qiáng)夯作用下，碎石樁對周圍土層產(chǎn)生擠密作用，并形成直徑大、密實(shí)度高的碎石柱樁體，碎石樁與周圍土體形成復(fù)合地基，提高了承載能力及地基的整體穩(wěn)定性。此外，復(fù)合地基中碎石樁比其周圍土的壓縮模量大，在上部荷載作用下，碎石樁頂發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，上部荷載由碎石樁傳遞至持力層[57]。陳廷華等[58]采用先打碎石擠密樁再進(jìn)行強(qiáng)夯的方案加固大厚度自重濕陷性黃土場地，達(dá)到了消除深層濕陷性、減小沉降量和提高承載力的目的。王月香等[22]采用碎石樁與強(qiáng)夯聯(lián)合工藝處理軟土地基，夯后地基密實(shí)度、抗液化能力、承載能力大幅提高，而且強(qiáng)夯后的硬殼層相當(dāng)于承臺置于碎石樁上，增加了地基強(qiáng)度。

3.3 堆載預(yù)壓-強(qiáng)夯法

對于海相淤泥質(zhì)土場地，淤泥質(zhì)土具有孔隙比大、含水量高、壓縮量大、強(qiáng)度低等特點(diǎn)，夯前先在場地打設(shè)塑料排水板和鋪設(shè)砂墊層，建立一個豎向和水平向排水體系，然后進(jìn)行分級堆載預(yù)壓，使淤泥質(zhì)土地基排水固結(jié)，當(dāng)土體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行強(qiáng)夯，加速淤泥質(zhì)土地基排水固結(jié)，提高地基承載力[22]。王鐵宏等[5]采用堆載預(yù)壓結(jié)合高能級分層強(qiáng)夯技術(shù)加固超軟海相軟土地基，解決了深厚軟基固結(jié)沉降問題。

3.4 真空井點(diǎn)降水-強(qiáng)夯法

真空井點(diǎn)降水-強(qiáng)夯法是一種快速加固軟土地基的新技術(shù)，是在動力固結(jié)理論與真空降水技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上提出來的（見圖 5）。該方法采用特制的真空降水系統(tǒng)等主動排水方式來加速夯擊前后及夯擊過程中超靜孔隙水壓力的消散和孔隙水的排出，通過嚴(yán)格控制每遍的夯擊能，以不完全破壞土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為前提，根據(jù)土體強(qiáng)度恢復(fù)和提高情況，逐步提高能量來漸進(jìn)提高土體的加固效果和深度。通過數(shù)遍不同強(qiáng)度的真空排水，并結(jié)合適當(dāng)能量的強(qiáng)夯擊密，達(dá)到降低土層的含水量，提高密實(shí)度、承載力，減少地基沉降[29-30,59]。

圖5 真空井點(diǎn)降水-強(qiáng)夯工藝示意圖Fig. 5 Schematic diagram of vacuum well-point dewatering combined with dynamic compaction

由于真空井點(diǎn)降水-強(qiáng)夯法運(yùn)用“壓差”主動排水，并在強(qiáng)夯擊密過程中進(jìn)行持續(xù)真空排水，既起到了降水預(yù)壓的作用，又加速了因夯擊產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力的消散，一般1～2 d孔隙水壓力可消散約90%，施工周期縮短約25%[31]。真空井點(diǎn)降水-強(qiáng)夯法利用了強(qiáng)夯和井點(diǎn)降水的優(yōu)點(diǎn)，對處理沿海大面積軟土、吹填土是一種行之有效的方法[28,58,60]，對地下水位較高的砂土場地，也可以采用真空井點(diǎn)降水–強(qiáng)夯法，夯擊能不宜小于2 000～2 500 kN·m[28,59-60]。然而，真空井點(diǎn)降水-強(qiáng)夯法施工具有一定的相互干擾性，如果施工方案或者施工程序不能合理協(xié)調(diào)，不但影響施工效果，而且影響工期?；诖耍讜猿縖25]采用機(jī)械振動-水力洗孔聯(lián)合成孔法進(jìn)行輕型井點(diǎn)管的施工，工藝簡單，施工效率高。蔡仙發(fā)等[26]采用水氣分離集成管井和低位負(fù)壓組合排水結(jié)構(gòu)進(jìn)行降水消壓，有利于夯擊能量的深層傳遞和提高深層淤泥質(zhì)軟弱土的夯實(shí)效果，提高了施工效率。

3.5 排水板+管井降水+強(qiáng)夯法

很多吹填陸域會形成3個分區(qū)：砂土區(qū)、軟土區(qū)和千層餅區(qū)。對于表層砂土（5～8 m）深層黏土區(qū)域，和砂層、黏土層互相疊加在一起的區(qū)域，其黏土層要壓實(shí)擠密，就需要把深層的地下水排解出來，同時表層砂土由于疏松也需要壓實(shí)擠密，此類地質(zhì)條件的區(qū)域可以選擇排水板+管井降水+強(qiáng)夯的施工工藝（見圖6）。因?yàn)樾纬傻那语瀰^(qū)由砂層及黏土層相互多層反復(fù)疊加構(gòu)成，地質(zhì)情況復(fù)雜，在使用排水板+管井降水+強(qiáng)夯法處理地基時，不同地質(zhì)條件處理深度不一樣，需根據(jù)場地地質(zhì)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算與施工，使加固效果與經(jīng)濟(jì)性合理化。

圖6 排水板+管井降水+強(qiáng)夯工藝示意圖Fig. 6 Schematic diagram of drainage plate + pipe well dewatering + dynamic compaction

3.6 真空預(yù)壓-強(qiáng)夯法

吹填土常處于欠固結(jié)狀態(tài)，含水量高，夯前在場地設(shè)置長度較短的塑料排水板，對淺層土體進(jìn)行排水加固，使表層土體具有一定的強(qiáng)度，便于大規(guī)模機(jī)械插板施工，之后插入長度較大的塑料排水板進(jìn)行深層真空預(yù)壓。在真空預(yù)壓、排水固結(jié)后，有些場地的標(biāo)高還需要填土，填土之后對場地進(jìn)行強(qiáng)夯，夯擊造成吹填土形成水平方向微裂縫，夯擊引起的超孔隙水壓力沿水平微裂縫和豎向排水板向地面排出，使土體強(qiáng)度增長。何鐵偉[61]采用真空預(yù)壓-強(qiáng)夯法處理深厚吹填土地基，取得良好的加固效果。劉永林[32]通過加密排水板間距、在真空密封膜下鋪設(shè)土工布等措施提高真空預(yù)壓效果，縮短了軟土地基固結(jié)時間，提高了施工效率。

3.7 孔內(nèi)強(qiáng)夯法

孔內(nèi)強(qiáng)夯方法是先成孔至預(yù)定深度，然后自下而上分層填料強(qiáng)夯或邊填料邊強(qiáng)夯，形成承載力的密實(shí)樁體和強(qiáng)力擠密的樁間土[62-63]。目前，這類方法主要有適用于西北地區(qū)的孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法（Down-hole Dynamic Compaction, DDC）和孔內(nèi)深層超強(qiáng)夯法（Super Down-hole Dynamic Compaction,SDDC），適用于高地下水位的預(yù)成孔深層水下夯實(shí)法，適用于較深厚軟土地基的預(yù)成孔置換強(qiáng)夯法。

（1）孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法（DDC）

馮志焱等[64]采用孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基，處理后消除了地基濕陷性，形成的復(fù)合地基承載力提高了 2倍。邱存家等[65]采用孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法處理軟土地基，處理后樁間土含水量減小、干密度增大、孔隙比減小、壓縮系數(shù)減小、瑞利波速增大，證明了孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法適用于處理軟土地基。謝春慶等[66]采用孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法處理紅層地區(qū)軟基，并與碎石樁處理效果進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)DDC樁對于樁間土的擠密作用較碎石樁明顯，其豎向承載力優(yōu)于碎石樁。馬軍平[67]、徐栓群[68]、楊思明[69]采用孔內(nèi)深層強(qiáng)夯灰土樁處理黃土地基，節(jié)約了施工時間，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。陳杰等[70]采用孔內(nèi)深層強(qiáng)夯渣土樁處理填土地基，處理后地基承載力提高2～8倍，降低工程造價25%以上。

（2）孔內(nèi)深層超強(qiáng)夯法（SDDC）

孔內(nèi)深層超強(qiáng)夯法是用旋挖鉆機(jī)取土成孔或液壓履帶式打樁機(jī)提升橄欖形錘自由放下沖擊成孔，然后向孔內(nèi)回填一定量樁體材料，再用自由下落的橄欖形錘對填充的樁體材料反復(fù)夯實(shí)達(dá)到密實(shí)度要求，連續(xù)回填樁體材料并分層夯實(shí)直至地面標(biāo)高，樁體形成。SDDC法采用高動能的特制重力夯錘沖擊成孔，這不同于孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法（DDC）主要采用長螺旋鉆成孔或桿狀錘沖擊成孔，這樣可使成孔過程中對樁間土有強(qiáng)擠密作用，增加了樁間土的強(qiáng)度，提高了承載力，并消除濕陷性在填夯過程中采用高動能的特制重錘進(jìn)行高壓強(qiáng)、強(qiáng)擠密作業(yè)，不僅使樁體十分密實(shí)，具有較高強(qiáng)度，又進(jìn)而對樁間土進(jìn)行擠密，使復(fù)合地基承載力提高[71]。

（3）預(yù)成孔深層水下夯實(shí)法

預(yù)成孔深層水下夯實(shí)法是在柱錘沖擴(kuò)樁法的基礎(chǔ)上，增加處理深度，提高復(fù)合地基承載力特征值。該工法具有水下施工、深層加固、造價低、工期短、高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)地基處理方法有效處理深度有限或難以進(jìn)行水下施工的缺點(diǎn)，目前已成功在東南沿海地區(qū)地下水位較高的碎石土回填和砂層吹填場地應(yīng)用。預(yù)成孔深層水下夯實(shí)法主要適用于地下水位高、回填深度大且承載力要求高的地基處理工程。首先在地基土中預(yù)先成孔，直接穿透回填土層與下臥軟土層，然后在孔內(nèi)由下而上逐層回填并逐層夯擊。對地基土產(chǎn)生擠密、沖擊與振動夯實(shí)等多重效果。夯實(shí)過程中采用設(shè)置特殊導(dǎo)流孔的夯錘，最大限度消除地下水對夯擊能的損耗，保證地基加固效果。該工藝采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CGE 400型強(qiáng)夯機(jī)，具有不脫鉤、自動測量、遠(yuǎn)程遙控等特點(diǎn)。

（4）預(yù)成孔置換強(qiáng)夯法

預(yù)成孔置換強(qiáng)夯法是在地基土中預(yù)先成孔將石料直接送至持力層，有效解決了強(qiáng)夯置換所存在的墩體著底情況不良的問題，處理后的地基工后沉降大大降低，可滿足大部分建構(gòu)（筑）物的使用要求。預(yù)成孔置換強(qiáng)夯法的地基處理施工工藝研究可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)強(qiáng)夯置換地基處理方法的不足，為軟弱土地基的處理提供了新的思路，促進(jìn)了地基處理施工工藝的發(fā)展，具有重要的工程意義。

該工法首先在地基土中預(yù)先成孔，直接穿透軟弱上層至下臥硬層頂面或進(jìn)入下臥硬層，然后在孔內(nèi)回填塊石、碎石、粗砂等材料形成松散墩體，松散墩體與下臥硬層良好接觸；最后分遍進(jìn)行強(qiáng)夯施工，加固墩體與墩間土，形成復(fù)合地基，實(shí)現(xiàn)了置換墩體與下臥硬層良好接觸。

4 高能級強(qiáng)夯在超高超深填方分層處理中的實(shí)例應(yīng)用

工程建設(shè)中的山區(qū)溝谷高填方造地工程越來越多，深厚填土工程也隨之越來越多，需要加固處理的填土厚度和深度相應(yīng)也越來越大。山區(qū)高填方工程，如某些開山填谷工程，最大填土厚度超過35 m，遼寧、重慶、山西、陜西、河南和湖南等地約20余個重大項(xiàng)目的最大填土厚度超過了40 m，近幾年一些新區(qū)建設(shè)中的開山造地填土厚度已經(jīng)超過100 m。這些項(xiàng)目一般工期緊、任務(wù)重，不容許幾十公分的分層碾壓。為了使其地基強(qiáng)度、變形及均勻性等滿足工程建設(shè)的要求而最終選用了分層強(qiáng)夯進(jìn)行處理。在高填方工程實(shí)踐過程中分層回填分層強(qiáng)夯也形成了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，因此5～10 m左右的分層強(qiáng)夯的優(yōu)勢相當(dāng)明顯，本文以延安某項(xiàng)目為例，介紹分層中高能級強(qiáng)夯在超高超深填方中的應(yīng)用。

延安某綜合利用項(xiàng)目位于陜西省富縣縣城以南12 km處的富城鎮(zhèn)洛陽村，項(xiàng)目建設(shè)用地坐落在河流兩岸，場地附近區(qū)域地層主要由第四系全新統(tǒng)松散堆積物（主要為河道兩側(cè)的黃土狀土和砂類及碎石類土）、披蓋于丘陵與黃土殘塬上的第四系中更新統(tǒng)和晚更新統(tǒng)黃土（Q2+3）、第三系紅黏土（N）和基巖組成，場地處于構(gòu)造運(yùn)動相對穩(wěn)定的地塊，建設(shè)場地附近地區(qū)沒有大型活動斷裂通過，區(qū)內(nèi)地震水平較低，抗震設(shè)防烈度為6度（見圖7）。場地西區(qū)設(shè)計(jì)標(biāo)高在951.5～955.0 m之間，自然場地標(biāo)高最低為883.4 m（沖溝出口處），原始地貌為典型的“V”形溝谷地形，綜合考慮安全性、經(jīng)濟(jì)適用性、設(shè)備調(diào)度能力和工期，采取分層回填+分層強(qiáng)夯的方案進(jìn)行處理。

圖7 擬建場地平面圖Fig. 7 Plan view of the construction site

4.1 原場地地基處理

根據(jù)原狀濕陷性黃土層的分布區(qū)域及分布厚度，采用不同能級和工藝的強(qiáng)夯法處理黃土地基的濕陷性，滿足原狀土地基承載力和變形、濕陷性等要求，強(qiáng)夯處理能級為4 000～12 000 kN·m。原填方區(qū)滑坡體分布區(qū)域，均進(jìn)行了進(jìn)一步地基處理，一般區(qū)域采用高能級強(qiáng)夯法，高含水量分布區(qū)采用強(qiáng)夯置換法處理。

4.2 高填方填筑體處理

場地設(shè)計(jì)標(biāo)高在951.5～955.0 m之間，自然場地標(biāo)高最低為883.4 m（沖溝出口處），原始地貌為典型的“V”形溝谷地形，綜合考慮安全性、經(jīng)濟(jì)適用性、設(shè)備調(diào)度能力和工期，采取分層回填+分層強(qiáng)夯的方案進(jìn)行處理。

回填區(qū)域土方回填和強(qiáng)夯分8層進(jìn)行，見表2和圖8。

表2 回填區(qū)域強(qiáng)夯分層施工參數(shù)表Table 2 Parameters of layered dynamic compaction in backfill area

圖8 地基處理分層回填示意圖Fig. 8 Schematic diagram of layered backfilling for foundation treatment

4.3 挖填交接面、施工搭接面處理

（1）挖填交接面處理

填方區(qū)與挖方區(qū)交接面是高填方區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)問題的薄弱環(huán)節(jié)，為了保證填方區(qū)與挖方區(qū)能均勻過渡，在填挖方交接處，應(yīng)布置過渡臺階。

在挖填交界處基巖面以下，按H=1 m高，寬度L隨實(shí)際坡比而變化，沿著山體表面開挖臺階，對于直壁地形，在實(shí)際施工過程中可以適當(dāng)調(diào)整高寬比，但臺階寬度不宜小于1 m。并回填2 m厚砂碎石，形成土巖過渡層，同時與底部排水盲溝連接，排出基巖裂隙水。

（2）施工段間的搭接施工

場地由于填筑區(qū)域范圍大、工段多、工作面分散而又集中、各工作面起始填筑標(biāo)高不一、存在工作面搭接問題。工作面搭接處理不好，勢必帶來人為的軟弱面或薄弱面，給高填方穩(wěn)定性帶來不利影響。為此，要求各工作面間要注意協(xié)調(diào)、兩個相鄰工作面高差要求一般不超過4 m，以避免出現(xiàn)“錯臺”現(xiàn)象。

各標(biāo)段間、各分區(qū)間均存在搭接面。各工作面間填筑時，先填筑的工作面按 1∶2 放坡施工。后填筑的工作面，在填筑本層工作面時，對預(yù)留的邊坡開挖臺階，臺階高2 m，寬4 m，分層補(bǔ)齊。對工作面搭接部位，按相同間距加設(shè)兩排夯點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

（3）溝口高填方邊坡后方填方地基處理技術(shù)要求

沖溝溝口高填方邊坡回填及強(qiáng)夯處理方案與其余地方相同，根據(jù)擋墻設(shè)計(jì)單位要求強(qiáng)夯邊界線，位于場區(qū)邊界線向廠區(qū)內(nèi)24 m和34 m處。

沖溝溝口加筋土擋墻后方高填方邊坡距離強(qiáng)夯邊界線30 m范圍內(nèi)為強(qiáng)夯能級降低區(qū)。其中原12 000 kN·m的分層填土厚度為12 m，在此區(qū)域?yàn)榉謱雍穸? m，分4層回填施工，采用2 000 kN·m降低能級處理。土方回填時進(jìn)行部分超填，土方回填邊界線上邊界距離廠區(qū)邊界 31 m，1∶1放坡至895 m標(biāo)高碎石滲溝表層。強(qiáng)夯施工邊界線上邊界距離廠區(qū)邊界34 m，1∶1放坡至895 m標(biāo)高碎石滲溝表層。強(qiáng)夯與擋墻交替搭接施工，確保高邊坡和擋墻的穩(wěn)定。

4.4 地下排滲系統(tǒng)設(shè)置

沖溝底部采用盲溝形式進(jìn)行處理，盲溝施工前，首先進(jìn)行基底清理工作，清除表層軟弱覆蓋層至基巖面，沿沖溝底部鋪設(shè)2 m厚的卵礫石，粒徑要求是5～40 cm，中等風(fēng)化巖石。盲溝保持自然地形排水坡度，縱坡坡度不小于 2%。盲溝頂部鋪設(shè)≥300 g/m2的滲水土工布（圖9）。

圖9 沖溝橫剖面處理示意圖Fig. 9 Cross section of gully treatment

沖溝溝口處由于洛河水位的影響，其 50年一遇洪水水位為 891.54 m，100年一遇洪水水位為893.04 m，為保證沖溝回填土不受水位的影響，895 m標(biāo)高以下均采用級配良好的砂碎石回填。

目前項(xiàng)目場地形成已全部完成，通過 2015年9月15日至2017年6月28日期間沉降監(jiān)測，挖方區(qū)最大沉降為?36.5 mm；填方區(qū)最大沉降為?155.2 mm，最小沉降為?3.0 mm，沉降基本趨于穩(wěn)定。

5 強(qiáng)夯技術(shù)的發(fā)展展望

強(qiáng)夯法將土作為一種能滿足技術(shù)要求的工程材料，在現(xiàn)場對土層本身作文章，以土治土，充分利用和發(fā)揮土層本身的作用，符合巖土工程“要充分利用巖土體本身作用”的總原則，且對于土層沒有化學(xué)性質(zhì)上的損害，是一種綠色的地基處理方法。目前，國內(nèi)大型基礎(chǔ)設(shè)施（機(jī)場、碼頭、高等級公路等）建設(shè)的發(fā)展和沿海城市填海造陸工程以及位于黃土區(qū)域內(nèi)的西部大開發(fā)，都給強(qiáng)夯工程的大量實(shí)施創(chuàng)造了條件。

圍海造地工程越來越多，形成的場地也更加復(fù)雜，僅采用傳統(tǒng)的強(qiáng)夯加固技理的要求，強(qiáng)夯加固技術(shù)向高能級和多元化發(fā)展：（1）高能級強(qiáng)夯技術(shù)在吹填土、高填方地基的成功應(yīng)用將為復(fù)雜環(huán)境條件下的地基處理工程設(shè)計(jì)、施工和檢測提供實(shí)質(zhì)性指導(dǎo)，從而提高工程設(shè)計(jì)水平、減少工程事故、減少經(jīng)濟(jì)損失、提高施工效率、保障工程質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)強(qiáng)夯地基處理工程的可持續(xù)發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景；（2）將強(qiáng)夯與其他地基處理方法的聯(lián)合應(yīng)用（如碎石樁-強(qiáng)夯法、真空井點(diǎn)降水-強(qiáng)夯法等）是地基處理技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新的方向，是處理軟土、沖填土地基的有效方法，具有很大的發(fā)展空間。

6 結(jié) 論

我國自 1975年開始介紹與引進(jìn)強(qiáng)夯技術(shù)，先后將強(qiáng)夯技術(shù)應(yīng)用于山區(qū)高填方、濕陷性黃土、軟土等場地，取得了良好的加固效果，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。由于我國地震高烈度區(qū)（可液化砂土區(qū)）、濕陷性黃土區(qū)和軟黏土區(qū)分布廣泛，近年來又廣泛開展了削山造地、削峰填谷等工作，為強(qiáng)夯技術(shù)在我國的發(fā)展應(yīng)用提供了良好的客觀條件。同時，工程建設(shè)中的山區(qū)高填方地基、開山塊石回填地基、炸山填海、吹砂填海等工程也越來越多，需要加固處理的填土厚度和深度相應(yīng)也越來越大，為高效處理這些具有復(fù)雜地質(zhì)條件的場地，強(qiáng)夯加固技術(shù)向高能級和多元化發(fā)展，應(yīng)用前景廣闊。