摘 要：本文基于筆者多年從事工程地質(zhì)勘察、施工、監(jiān)測的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以某港口工程強(qiáng)夯施工為研究背景，分析了某港口工程強(qiáng)夯地基處理與試驗(yàn)區(qū)監(jiān)測方法，探討了強(qiáng)夯質(zhì)量保證措施，全文是筆者長期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：港口 工程施工 強(qiáng)夯地基 試驗(yàn)區(qū) 監(jiān)測

中圖分類號(hào)：TU761 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（a）-0055-02

1 工程概況

工程位于海南省西部某地，原場地為濱海地帶，陸域采用開山上石同填形成，為了適應(yīng)港口倉儲(chǔ)建設(shè)的需要，要對(duì)新填上進(jìn)行強(qiáng)夯處理，地基處理的總面積約3×104 m2，根據(jù)鉆探資料，該區(qū)上層自上而下分別描述如下。

（1）素填上，主要成分為塊石、碎石及砂礫，較松散，厚度為3.5～5 m；（2）中粗砂，稍密，厚度約為5 m；（3）粘上，灰褐色，可塑，含有機(jī)質(zhì)及少量貝殼碎屑，為海相成因，厚度為12.5 m；（4）粘上，黃褐色，硬塑，為陸相沖洪積形成的老粘上，該層未穿透。

需處理的上層為素填上及中粗砂層，總厚度約8.5～10 m。采用3000 kJ能量進(jìn)行強(qiáng)夯處理根據(jù)公式H=a（Mh/10）0.5算其有效加固深度為8.6 m（a取0.5）。

2 強(qiáng)夯地基處理方案設(shè)計(jì)

強(qiáng)夯采用兩遍點(diǎn)夯，一遍滿夯。

點(diǎn)夯單擊夯擊能為3000 kJ，夯錘底面直徑2～2.4 m，錘重200 kN、夯點(diǎn)正方形布置，夯點(diǎn)間距為6 m×6 m。第2遍夯點(diǎn)選在上1遍己夯點(diǎn)間隙。

強(qiáng)夯擊數(shù)及收錘標(biāo)準(zhǔn)：每個(gè)夯點(diǎn)夯擊數(shù)大于10擊，最后2擊的平均夯沉量不大于50 mm每遍夯擊間隔時(shí)間為1～2 d。

滿夯：滿夯能量為1000 kJ，夯錘底直徑2～2.4 m，要求錘印彼此搭接，且搭接部分不應(yīng)小于錘底面積的1/3～1/5。

3 試夯及監(jiān)測

強(qiáng)夯的目的是通過強(qiáng)夯試驗(yàn)來確定強(qiáng)夯最佳施工參數(shù)，并根據(jù)試夯的結(jié)果確定施工方案進(jìn)行大面積的施工、試夯監(jiān)測項(xiàng)目主要包括：孔隙水壓力觀測、地下水位觀測、夯坑及其周邊地表變形觀測、每遍點(diǎn)夯及興夯前后的地表高程測量等監(jiān)測項(xiàng)目。試夯后還需通過載荷板試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入等效果檢驗(yàn)來計(jì)算經(jīng)強(qiáng)夯加固后地基上的承載力和密實(shí)程度。整個(gè)流程如圖1所示。

試夯區(qū)面積為30 m×30 m，在試夯區(qū)邊線以外10 m處埋設(shè)水位觀測孔1個(gè)，孔深10 m，地下水位的監(jiān)測與孔隙水壓力觀測同步進(jìn)行。并埋設(shè)孔隙水壓力觀測點(diǎn)1個(gè)，孔隙水壓力儀器采用鋼弦孔隙水壓力計(jì)?？紫端畨毫退挥^測孔每天觀測1次。

在試夯區(qū)內(nèi)選擇3個(gè)夯點(diǎn)作單點(diǎn)試夯，每個(gè)試夯點(diǎn)位置附近埋設(shè)3組孔壓，每組設(shè)7個(gè)測頭。在地面以下4.5 m左右往下每隔2 m埋設(shè)1個(gè)孔壓傳感器，共21個(gè)。單點(diǎn)夯開始，3組孔壓、地下水位同步觀測。并進(jìn)行夯沉量、夯坑及其周邊地表變形觀測。根據(jù)孔隙水壓力監(jiān)測確定強(qiáng)夯的夯擊擊數(shù)、有效加固深度等。

3.1 孔隙水壓力監(jiān)測方法與要求

為防止強(qiáng)夯時(shí)剪切波對(duì)孔隙水壓力測頭的破壞，須對(duì)孔隙水壓力儀地面以下的電纜加裝鋼制護(hù)管。孔隙水壓力儀的埋設(shè)在強(qiáng)夯前采用鉆孔方法進(jìn)行埋設(shè)。埋設(shè)完成等孔壓值穩(wěn)定后，方可作為初始讀數(shù)、觀測時(shí)隨強(qiáng)夯每一擊進(jìn)行同步觀測，求出距夯坑不同距離、不同埋設(shè)深度上體的孔隙水壓力，并繪制孔壓增量與距離關(guān)系曲線圖、孔壓增量與深度關(guān)系曲線圖、孔壓與夯擊擊數(shù)及消散過程曲線等相關(guān)圖表。

遍夯間歇時(shí)間按孔隙水壓力消散80%所需時(shí)間確定。強(qiáng)夯處理的主要上層是表層的開山上石和下部的中粗砂，上顆粒間空隙較多，滲透性很好，孔隙水壓力消散速度較快、經(jīng)觀測，一遍夯間歇時(shí)間為3小時(shí)40分鐘，兩遍夯間歇時(shí)間為7 h，大面積施工遍夯間歇時(shí)間按7 h考慮。

3.2 地下水位監(jiān)測方法與要求

隨同孔隙水壓力觀測同步進(jìn)行，掌握地下水的變化情況，確定靜水壓力。

3.3 強(qiáng)夯前后地面高程測量和夯坑及其周邊地表變形監(jiān)測

為了判定夯實(shí)效果，在試夯時(shí)選擇具有代表性的夯坑作為觀測點(diǎn)。沿夯坑2個(gè)垂直方向分別設(shè)置8個(gè)觀測樁，設(shè)置間距為距夯坑印邊1 m，2 m，3 m，4 m，5 m，6 m，8 m，10 m。每個(gè)夯坑周邊共計(jì)16個(gè)觀測樁。每夯擊一次觀測夯沉量和每個(gè)觀測樁的沉降和降起情況，繪制夯坑周邊地表沉降、降起曲線。各夯點(diǎn)每擊夯沉量如表1所示。強(qiáng)夯后夯坑周邊變形以降起為主，降起量較小，基木無沉降、從表1可看出，單擊夯坑總夯沉量為1.35～1.46 m，點(diǎn)擊擊數(shù)為10～11擊時(shí)滿足設(shè)計(jì)提出的標(biāo)準(zhǔn)：最后2擊平均夯沉量≤50 mm。

為了確定地面沉降量，在每遍夯前、夯后均對(duì)試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行地面高程測量，按4 m×4 m的方格網(wǎng)進(jìn)行、結(jié)果見表2，從表2可看出，地表平均總沉降量為62 cm。

3.4 標(biāo)貫孔

在強(qiáng)夯前、后各進(jìn)行1個(gè)標(biāo)貫孔，每1 m做1個(gè)標(biāo)貫測試，繪制地基處理前、后標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)對(duì)比曲線，分析確定各層地基上加固后的地基承載力。

夯后標(biāo)貫值明顯提高，在影響深度范囚內(nèi)夯前的標(biāo)貫擊數(shù)平均值為：N=13；夯后的標(biāo)貫擊數(shù)平均值為：N=28。平均增長約2.0倍。

3.5 載荷板試驗(yàn)

強(qiáng)夯完成并碾壓整平后，進(jìn)行載荷板試驗(yàn)，載荷板面積為1.5 m×1.5 m，最大荷載加至使用要求的3倍，每級(jí)加荷后按間隔10、10、10、15、15 min，以后每隔半小時(shí)讀1次沉降。載荷試驗(yàn)技術(shù)要求按照《港口工程地質(zhì)勘察規(guī)范》JTJ240-97進(jìn)行。此地基經(jīng)處理后的容許承載力達(dá)250 kPa。

4 強(qiáng)夯質(zhì)量保證措施

（1）嚴(yán)格控制夯點(diǎn)測放位置，允許偏差為±5 cm；（2）嚴(yán)格控制夯錘就位，允許偏差為±15 cm；（3）嚴(yán)格控制場地整平高差≤±10 cm；（4）嚴(yán)格控制夯坑回填石料粒徑≤30 cm，夯坑回填石料粒徑較大時(shí)容易導(dǎo)致翻錘；（5）嚴(yán)格控制夯擊能，強(qiáng)夯前需要校核落距；（6）下雨天不宜進(jìn)行強(qiáng)夯，采取抽排水等措施將夯坑內(nèi)或場地積水及時(shí)排除，地下水位較高影響施工時(shí)，采取井點(diǎn)降水等措施降低地下水位；（7）夯錘起吊不平時(shí)，應(yīng)采取措施糾正，當(dāng)坑底傾斜度≥30°時(shí)應(yīng)整平再夯。

5 結(jié)語

在素填上形成的新填上區(qū)采用強(qiáng)夯處理地基是簡單、有效的施工方法、可根據(jù)填上厚度選擇合適的夯擊能量。從孔隙水壓力觀測資料以及標(biāo)準(zhǔn)貫入對(duì)比曲線上反映出，在此類上層中，以300 kJ夯擊能進(jìn)行強(qiáng)夯施工時(shí)，其影響深度約為9.5 m，有效加固深度約為8.0 m。木工程土質(zhì)條件比較好，孔隙水壓力消散較快，大面積施工可分區(qū)穿插進(jìn)行，大面積強(qiáng)夯作業(yè)可不考慮遍夯間歇時(shí)間。

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