曹向東

摘 要：結合軟土工程地基處理實例，從室內試驗和現場試驗兩方面入手，分析了強夯置換加固處理淤泥和淤泥質土類軟土時其物理力學性質的變化。經過一系列的計算、分析、對比得出了結論，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：軟土；夯置換；加固深度；復合地基

中圖分類號：U213.1+5 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.078

我國沿海地區(qū)分布著以淤泥和淤泥質土為主的軟土。一般情況下，軟弱地基土的工程性質比較差，承載力比較小，所以，在利用軟土地基時，應采取加固處理的方式。軟土地基加固處理的方法有換（填）土法、預壓排水固結法、灌漿法、深層攪拌法和強夯等。實踐證明，強夯置換加固軟土地基是一種有效的方法，它不僅能改善軟土的結構，減小沉降量，有效提高地基的承載力，還能達到設計要求，便于施工。

1 應用實例

1.1 工程概況

大連港碼頭輔助建筑區(qū)擬建4棟綜合樓，高2層，框架結構，無地下室，擬采用淺基礎。

1.2 場地地基土的組成

該場地的地下水位埋深為2.2～2.5 m。地基土主要由以下3部分組成：①層中粗砂。吹填形成，黃褐色、黃白色，稍濕、飽和，松散狀態(tài)，均粒，主要由長石、石英礦物組成，含多量黏性土，層厚3.1～4.4 m，承載力特征值fak=110 kPa。②層淤泥質黏土。吹填形成，灰色，飽和，軟塑—流塑狀態(tài)，屬高壓縮性土，層厚1.5～2.1 m，承載力特征值fak=60 kPa。③層粉質黏土。黃褐色，濕，可塑，屬中壓縮性土，承載力特征值fak=170 kPa。

1.3 強夯置換施工設計

強夯置換施工前，要在施工現場選則有代表性的場地作為試驗區(qū)進行試夯，試驗區(qū)面積為400 m2（20 m×20 m）。

1.3.1 強夯置換試驗施工參數

強夯的有效加固深度應根據現場試夯或地區(qū)經驗來確定。在缺少試驗資料或經驗時，可按照表1所列數據預估。

由表1可知，當單擊夯擊能為3 000 kN·m時，即300 kN夯錘，落距為l0 m。如果采用等邊三角形布置夯點，那么，夯點間距為4.5 m，每夯點夯3遍，夯擊數為13～18擊，填料2次（填料以強—中風化為主碎石），最后兩擊夯沉量平均值小于50 mm，夯坑周圍地面隆起量小于200 mm，夯坑深度不大于1.5 m，跳點夯擊2遍，2遍夯間隔時間為14 d，最后滿夯2遍。

1.3.2 試夯檢驗

試夯結束2周后，檢測試夯場地，并與夯前測試的數據作對比，以檢驗強夯效果，確定工程采用的各項強夯參數。由檢驗結果可知，置換深度達到淤泥質黏土底部，中粗砂承載力特征值fak=310 kPa，淤泥質黏土承載力特征值fak=100 kPa，復合地基承載力特征值fspk=330 kPa，有效加固深度大于6.5 m。

2 強夯處理地基的施工情況

2.1 強夯時使用的設備

強夯時所用的設備是履帶式起重機，夯錘質量為300 kN，底面為圓形，底面積為2.8 m2，錘底面對稱設置4個上下貫通的排氣孔。滿夯使用的夯錘質量為200 kN，底面為圓形，底面積為4.6 m2。

2.2 強夯置換施工

強夯置換施工的步驟是：①清理并平整施工場地。②標出第一遍夯點的位置，并測量場地高程。③起重機就位，夯錘置于夯點位置。④測量夯前錘頂高程。⑤將夯錘起吊到10 m的高度，開啟脫鉤裝置，夯錘脫鉤自由下落，放下吊鉤，測量錘頂高程。⑥夯擊并逐擊記錄夯坑深度，當夯坑過深、起錘困難時，停夯，向夯坑內填料至與坑頂齊平，并記錄填料數量，重復工序，直至滿足設計的夯擊次數和控制標準即完成一個夯點的夯擊。⑦按照跳點的原則換夯點繼續(xù)夯擊，完成全部夯點的第一遍夯擊。夯擊間隔時間為14 d，14 d后依次完成全部夯擊遍數。⑧低能量滿夯。將場地表層松土夯實，并測量夯后場地的高程。⑨強夯處理范圍大于建筑物基礎范圍3 m。

2.3 強夯施工過程中的監(jiān)測

在強夯施工過程中，在完成監(jiān)測工作時要注意以下幾點：①開夯前，檢查夯錘的質量和落距，確保單擊夯擊達到3 000 kN·m；②每一遍夯擊前，要復核夯點放線，夯完后檢查夯坑的位置，如果發(fā)現偏差或漏夯的情況，要及時糾正；③按照設計要求檢查每個夯點的夯擊次數、每擊的夯沉量、最后兩擊的平均夯沉量和總夯沉量；④在施工過程中，要詳細記錄施工參數和施工情況。

2.4 強夯置換施工效果檢驗

施工完畢28 d后要進行夯后檢驗。檢驗時采用重型動力觸探和室內土工試驗手段，主要針對的是中粗砂層和淤泥質黏土層。

2.4.1 中粗砂層效果檢驗

對于中粗砂層，主要采用重型動力觸探進行夯前夯后檢測。夯前、夯后N63.5變化對比曲線如圖1所示。

由圖1可知，夯前N63.5的平均值為2.8，夯后N63.5的平均值為12.1，該層土體由松散狀態(tài)變?yōu)槊軐崰顟B(tài)。夯后，中粗砂層承載力特征值fak=310 kPa。

2.4.2 淤泥質黏土層效果檢驗

夯前、夯后淤泥質黏土物理力學性質的對比情況如表2所示。

由表2數據可知，夯前，軟塑—流塑狀態(tài)的淤泥質黏土經過強夯置換加固后，含水量降低，孔隙比減小，液性指數下降。這些物理力學性質指標的變化表明，加固后，明顯改善了工程性質。夯后，淤泥質黏土承載力特征值fak=100 kPa。

2.4.3 樁體質量效果檢驗

經過鉆探取樣，結果顯示，樁體在2.5～3.0 m深度內由碎石組成，2.5～3.0 m深度以下由中粗砂組成，置換深度達到淤泥質黏土層底部，樁體長度為5.6～6.0 m，樁體承載力特征值fak=350 kPa。

2.4.4 復合地基承載力計算

強夯置換后，地基土為復合地基，復合地基承載力特征值fspk可由下式確定：

3 結束語

作為一種軟基處理方法，強夯置換法得到了工程界的高度重視，但是，影響強夯置換法加固軟土地基施工質量的因素有很多。在工程地基處理前，應針對相關問題進行充分的研究。在選擇地基處理方案時，應判斷其是否適合使用強夯置換法處理。實踐證明，選用該方法時，不僅要設計合理，還要選擇合適的施工參數。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕