姬 冬 蝶

(山西辰誠(chéng)建設(shè)工程有限公司，山西 陽(yáng)泉 045000)

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強(qiáng)夯法在建筑工程地基處理中的應(yīng)用

姬 冬 蝶

(山西辰誠(chéng)建設(shè)工程有限公司，山西 陽(yáng)泉 045000)

結(jié)合陽(yáng)煤集團(tuán)壽陽(yáng)乙二醇項(xiàng)目的地質(zhì)條件，從夯擊步數(shù)、夯擊能、夯點(diǎn)布置、強(qiáng)夯施工等方面，闡述了強(qiáng)夯法在該工程地基處理中的應(yīng)用，指出強(qiáng)夯法能顯著改善地基承載力，消除地基的不均勻沉降。

強(qiáng)夯法，地基處理，夯擊能，夯點(diǎn)

1 概述

隨著建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，處于建筑工程前期的地基處理環(huán)節(jié)，愈來(lái)愈受到業(yè)界的重視。

強(qiáng)夯法是利用起重設(shè)備將重錘提升到很大的高度，然后使重錘自由落下，在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)地基土體施加一個(gè)巨大的沖擊能量，使土體發(fā)生一系列的物理變化，強(qiáng)制壓實(shí)土壤，排除土體中的空氣，使土體發(fā)生塑性變形，從而得到加密。該地基處理方法因其具有工藝簡(jiǎn)單、適用范圍廣以及經(jīng)濟(jì)易行等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。

2 強(qiáng)夯地基處理法工程實(shí)例應(yīng)用

2.1 工程概況

擬建的陽(yáng)煤集團(tuán)壽陽(yáng)乙二醇項(xiàng)目位于晉中市壽陽(yáng)縣，場(chǎng)區(qū)總地勢(shì)由西向東傾斜，屬河流沖洪積成因的河漫灘與階地相結(jié)合地貌單元，整平后的場(chǎng)地地勢(shì)平坦，現(xiàn)場(chǎng)面標(biāo)高在1 029.53 m～1 031.62 m之間。

場(chǎng)地在經(jīng)挖高填低進(jìn)行整平后，在場(chǎng)地東部及南部隨原地勢(shì)形成3 m～7 m的填土，由于工期緊，處理面積大，甲方?jīng)Q定采用強(qiáng)夯法對(duì)回填區(qū)進(jìn)行地基處理，并委托我單位對(duì)該次強(qiáng)夯進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2 前期勘察工作

為查清本場(chǎng)地原地層結(jié)構(gòu)，在回填之前，對(duì)回填區(qū)進(jìn)行了專項(xiàng)勘察，主要采用鉆探、原位測(cè)試和土工試驗(yàn)等手段?；靥钋皥?chǎng)地工程地質(zhì)條件見(jiàn)圖1。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鑒定、原位測(cè)試結(jié)合區(qū)域調(diào)查，場(chǎng)地回填后，原各土層均可作為下臥層。

2.3 試夯

本次施工根據(jù)場(chǎng)地條件，就地取材，本次強(qiáng)夯回填成分為場(chǎng)地西部挖方時(shí)的粉土與粉質(zhì)粘土，根據(jù)相關(guān)規(guī)范及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，處理時(shí)選擇3 000 kN·m的低夯擊能，夯距5.0 m。

試驗(yàn)區(qū)布置在場(chǎng)地南北兩側(cè)，30 m×30 m兩個(gè)測(cè)試區(qū)，填土厚度均為7 m，施工方采用強(qiáng)夯設(shè)備進(jìn)行夯擊施工，在試夯結(jié)束4周后，我單位采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)及靜力觸探對(duì)強(qiáng)夯后的地基進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)鑒定，兩試夯區(qū)均為3.5 m以上地基土，結(jié)構(gòu)密實(shí)，受各種因素影響，下部土層所受夯擊能較小，密實(shí)度與壓縮模量提升空間相對(duì)較大。

通過(guò)本次試夯，從原位測(cè)試標(biāo)貫擊數(shù)分析，標(biāo)貫平均擊數(shù)為11.6擊，根據(jù)有關(guān)規(guī)范比對(duì)，綜合地基土上下強(qiáng)度及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，確定3.5 m以上地基壓縮模量6.3 MPa，承載力特征值為180 kPa(見(jiàn)表1)。

表1 地基承載力特征值及壓縮模量

另從所取的18個(gè)土樣土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，3.5 m內(nèi)的巖芯濕陷系數(shù)均小于0.015，不具濕陷性，因此以場(chǎng)地現(xiàn)有的粉土與粉質(zhì)粘土作為回填材料進(jìn)行強(qiáng)夯，在影響深度內(nèi)，其強(qiáng)度與穩(wěn)定性是可行的。

本次強(qiáng)夯取得參數(shù)為：夯沉量在1.5 m左右，有效加固為深度3.5 m，夯擊遍數(shù)為6擊～7擊。

經(jīng)過(guò)試夯，采用上述方案處理7 m厚填土，影響深度不夠，由于甲方工期緊，想一次處理到位，后組織有關(guān)單位進(jìn)行討論，將夯擊能提升至4 000 kN·m再進(jìn)行試夯。

第二次設(shè)計(jì)采用4 000 kN·m夯擊能，夯距不變，在相近區(qū)域另行布置相同面積試夯區(qū)，采用和第一次相同試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為場(chǎng)地約4.5 m深度內(nèi)土層結(jié)構(gòu)密實(shí)，有效影響深度5.0 m～5.5 m，下部尚有1 m～2 m的填土層不在有效加固深度范圍內(nèi)。

對(duì)比并分析兩次強(qiáng)夯結(jié)果，相同的場(chǎng)地條件與回填成分，夯擊能加大對(duì)處理深度影響不大，為確保地基滿足強(qiáng)度與變形，厚度大于3.5 m的填土分兩步進(jìn)行處理。

2.4 強(qiáng)夯設(shè)計(jì)

總結(jié)以上試驗(yàn)以及從試驗(yàn)中取得的相關(guān)參數(shù)，對(duì)本次強(qiáng)夯進(jìn)行如下設(shè)計(jì)。

2.4.1 夯擊步數(shù)

本次設(shè)計(jì)，3.5 m以內(nèi)的填土采用一次夯擊完成，厚度大于3.5 m的填土分兩步進(jìn)行處理。

2.4.2 夯擊能

夯擊分主夯及滿夯兩次進(jìn)行。主夯選用3 000 kN·m的低夯擊能，滿夯為1 000 kN·m。

2.4.3 夯點(diǎn)布置及間距

主夯夯擊點(diǎn)按正三角形布置，夯距5 m，夯點(diǎn)允許偏差為±50 mm。

主夯分兩遍進(jìn)行，為確保施工質(zhì)量，使夯擊能傳遞的更深，第一遍按設(shè)計(jì)間距隔孔施工，第二遍主夯點(diǎn)均勻穿插于第一遍主夯點(diǎn)之間(兩次主夯時(shí)間間隔為2周)；滿夯夯點(diǎn)采用夯點(diǎn)彼此搭接1/4連續(xù)夯擊的方法進(jìn)行(見(jiàn)圖2)。

2.4.4 設(shè)計(jì)加固范圍

本次加固范圍為填方區(qū)域向外擴(kuò)5 m，以保證挖填分界附近地基的處理效果。

2.4.5 檢測(cè)時(shí)間及手段

由于本場(chǎng)區(qū)填土以粘性土為主，確定檢測(cè)時(shí)間為4周以后。

強(qiáng)夯檢測(cè)，強(qiáng)夯后的地基檢測(cè)除采用載荷試驗(yàn)外，還輔以原位測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)及土工試驗(yàn)等多種檢測(cè)方法共同進(jìn)行。

2.4.6 強(qiáng)夯施工

在強(qiáng)夯設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)方案開(kāi)始進(jìn)行強(qiáng)夯施工。

1)場(chǎng)地平整。按第一次試驗(yàn)參數(shù)，夯沉量按1.5 m計(jì)，將場(chǎng)地按原場(chǎng)面標(biāo)高虛填5 m，至標(biāo)高1 034.5 m～1 036.6 m，使強(qiáng)夯處理后的填土厚度為3.5 m，并使用推土機(jī)推平后，用經(jīng)緯儀放出第一步主夯點(diǎn)。

2)夯擊。強(qiáng)夯按回填由深到淺的順序進(jìn)行，當(dāng)?shù)谝徊街骱稽c(diǎn)夯施工完成之后，即可開(kāi)始進(jìn)行夯坑回填，測(cè)量放點(diǎn)并進(jìn)行第二步夯擊，測(cè)量夯后的場(chǎng)面標(biāo)高。

3)滿夯。在夯坑底面上部填土將略微疏松，并且由于其會(huì)有強(qiáng)振動(dòng)，將使周圍已經(jīng)夯實(shí)的土層出現(xiàn)一定程度松動(dòng)，所以，一般在夯完最后一次夯點(diǎn)之后再使用低能級(jí)的強(qiáng)夯進(jìn)行一次滿夯?？?/p>

以采用降低夯錘質(zhì)量、縮短落錘距離以及增加夯擊次數(shù)，達(dá)到夯實(shí)效果。

4)分層碾壓。強(qiáng)夯施工結(jié)束后，場(chǎng)區(qū)標(biāo)高預(yù)計(jì)低于設(shè)計(jì)標(biāo)高200 mm～300 mm，采用回填、分層碾壓的方法填至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

5)夯擊質(zhì)量檢測(cè)。在地基經(jīng)部分處理強(qiáng)夯完成后4周，甲方委托資質(zhì)單位對(duì)強(qiáng)夯后的地基進(jìn)行載荷試驗(yàn)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)論，強(qiáng)夯后的地基承載力特征值180 kPa，我單位采用鉆探結(jié)合原位測(cè)試等手段進(jìn)行勘察，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，最后提供地基承載力綜合特征值為160 kPa。

6)說(shuō)明。本次強(qiáng)夯施工，由于場(chǎng)地待處理面積大，施工單位采用4臺(tái)～5臺(tái)機(jī)械同時(shí)施工，連續(xù)作業(yè)，僅用兩個(gè)月時(shí)間就完成了所有施工任務(wù)，與回填碾壓相比，施工速度快，質(zhì)量高；與樁基比，造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)快捷。

強(qiáng)夯法應(yīng)用較為廣泛，綜合已有的當(dāng)?shù)毓こ虒?shí)例，同樣的夯擊能與夯距，強(qiáng)夯法對(duì)粘性土與碎石土場(chǎng)地影響深度大不相同，增大夯擊能對(duì)提高粘性土地基的地基承載力效果不明顯。究其原因，由于粘性土在經(jīng)強(qiáng)夯后，處于密實(shí)狀態(tài)的黏、膠粒和結(jié)晶鹽等膠結(jié)物由于離間距離的縮小，更好地發(fā)揮了它們的膠結(jié)作用，粘結(jié)性強(qiáng)，表面易形成硬結(jié)，貫穿能力差，影響夯擊能傳遞，而碎石土地基則由于骨料之間具剛性，能將夯擊能連續(xù)下傳，處理深度大。

因此在采用強(qiáng)夯進(jìn)行地基處理，有條件時(shí)，添加礦渣、碎石等成分作為骨料，可以增加處理深度、提高強(qiáng)夯質(zhì)量，否則，對(duì)厚層填土需進(jìn)行分層強(qiáng)夯，才能處理透徹。

3 結(jié)語(yǔ)

在建筑工程施工中，強(qiáng)夯對(duì)填土地基的加固效果很好，尤其是大面積堆填方處理效果明顯，能滿足地基承載力要求，大幅度提高地基壓縮模量，對(duì)降低工程成本、節(jié)約建筑資源都起到了積極的作用，社會(huì)效益明顯，因此越來(lái)越多的在工程施工中得到應(yīng)用。強(qiáng)夯法也有其本身的局限性，比如，強(qiáng)夯后的粘性土地基改變了原來(lái)的排水體系，若有水流入滲將無(wú)法排出，容易造成地基軟化；對(duì)承載力及變形要求較高的建筑物，尚需對(duì)地基采用復(fù)合地基等方法進(jìn)行進(jìn)一步處理，因此，需要我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦胁粩嗟奶剿骱透倪M(jìn)，使其更廣泛的應(yīng)用于工程中，更好的服務(wù)于工程建設(shè)。

[1] 王 東,王 勇.強(qiáng)夯法加固地基效果研究分析[J].土工基礎(chǔ),2015(1):13-14，32.

[2] 王海瑞.建筑軟土地基的強(qiáng)夯法加固處理[J].門窗,2015(6):108，112.

[3] 高志達(dá).強(qiáng)夯法施工在塊石回填軟土地基工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2015(24):120-121.

[4] 曾穎濤.強(qiáng)夯法處理地基承載力評(píng)價(jià)與研究[J].建筑監(jiān)督檢測(cè)與造價(jià),2015(4):25-27.

Application of dynamic compaction method in building engineering foundation treatment

Ji Dongdie

(ShanxiChenchengConstructionEngineeringCo.,Ltd,Yangquan045000,China)

Combining with Yangmei group Shouyang ethylene glycol project geology conditions, starting from aspects of compacting numbers, tamping energy, compacting spot distribution and dynamic compaction construction, the paper describes the application of dynamic compaction method in the engineering foundation treatment, and points out that: the dynamic compaction method can obviously improve foundation bearing capacity and demolish uneven foundation settlement as well.

dynamic compaction method, foundation treatment, tamping energy, compaction spot

1009-6825(2016)18-0072-02

2016-04-11

姬冬蝶(1969- )，女，工程師

TU472.31

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