■盧圣武

（福建省陸海建設(shè)管理有限公司，福州　350001）

淺議強夯施工參數(shù)的選擇與常見問題處理

■盧圣武

（福建省陸海建設(shè)管理有限公司，福州350001）

結(jié)合工程實例介紹了強夯法加固地基施工中，通過試夯及對試夯效果的分析，確定強夯施工參數(shù)的過程，并指出了強夯施工主要施工工藝控制要點與常見問題及處理措施，以指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

地基加固強夯法試夯施工參數(shù)

1　概述

福州港羅源灣港區(qū)碧里作業(yè)區(qū)6#泊位陸域工程擬建場區(qū)原為海灘涂地，根據(jù)場地地勘報告揭露及使用要求的不同將陸域形成分為3個區(qū)，分別是吹填淤泥區(qū)、吹填砂區(qū)、回填開山石區(qū)。其中回填開山石區(qū)由于回填料級配差，回填厚度大（7～9m），所形成的場地疏松且不均勻，需對該地基進行強夯加固處理。處理后的場地作為碼頭生產(chǎn)輔助建筑基礎(chǔ)，要求地基承載力不小于120kPa。

本次強夯施工面積3.53萬m2，在大面積施工前，應(yīng)進行試夯，根據(jù)試夯分析結(jié)果，指導(dǎo)大面積強夯施工。

2　試夯

2.1試夯目的

通過強夯試驗來驗證設(shè)計技術(shù)參數(shù)的實際效果，以確定強夯施工參數(shù)（包括單擊夯擊能、單點夯擊數(shù)、夯點間距、間歇時間等）和施工工藝；通過試夯分析來確定強夯的有效加固深度；通過夯后檢測來驗證強夯加固后的地基土承載力是否滿足設(shè)計要求。

2.2設(shè)計強夯技術(shù)參數(shù)

夯錘為圓形，底面半徑不小于1.0m。強夯按二遍點夯一遍滿夯，夯點布置為正三角形，每遍點夯間距4.5× 4.5m，每擊能量3000kN·m，每點夯擊數(shù)不少于10，每遍點夯的最后兩擊平均夯沉量小于5cm。兩遍點夯之間的間隙時間為7～10天。滿夯設(shè)備的能量必需具備每擊總能量1000kN·m，普夯要求錘印搭接，搭接面積不小于錘底面積的1/4。

2.3試夯區(qū)布置

在施工現(xiàn)場選取面積為30m×30m的場地進行強夯試驗，并按設(shè)計夯點間距進行布點。同時為監(jiān)測試夯區(qū)周邊場地隆起及下沉情況，在試夯區(qū)四周四個角點各布置1組沉降標，各組均距夯坑中心2.25 m處開始，沿半徑方向每1m布置一個沉降標，每組均為8個沉降標，如圖1所示。

3　試夯效果分析

3.1單擊夯擊能

選擇中聯(lián)重科股份有限公司生產(chǎn)的ZTM300型履帶式起重機為施工機械，夯錘為重16.2t，直徑2.5 m的圓形平底錘，落距18.7m。

單擊夯擊能需根據(jù)要求的加固深度來確定。按照強夯法的提出者 Menard的經(jīng)驗公式有效加固深度，其中α為經(jīng)驗系數(shù)，M為錘重（kN），h為落距（m），取α=0.57計算H=9.87m，有效加固深度滿足強夯區(qū)地基加固深度7～9m要求，即單擊夯擊能3000kN·m滿足要求。

3.2夯擊數(shù)、夯沉量

通過對夯擊數(shù)與夯沉量的統(tǒng)計分析，可以從一個角度檢驗設(shè)計夯點間距、夯擊數(shù)及停錘標準是否合理。統(tǒng)計試夯區(qū)各點施工結(jié)果，發(fā)現(xiàn)要滿足最后兩擊平均夯沉量小于5cm，第一遍28個夯點中，18%的夯點夯擊數(shù)為13，63%的夯點夯擊數(shù)為12，其余夯點夯擊數(shù)為11；第二遍24個夯點中，92%的夯點夯擊數(shù)為13，8%的夯點夯擊數(shù)為12，與設(shè)計要求的每點夯擊數(shù)不少于10基本相符。夯點總夯沉量為1.89～2.63m，平均夯沉量2.38m，施工中未出現(xiàn)提錘困難情況。

3.3地表監(jiān)測

記錄監(jiān)測點所在夯點每次夯擊后的變形量。其中1#、2#為第一遍夯點監(jiān)測組，沉降量從夯點由近到遠逐步減?。?#監(jiān)測組沉降量從189.4mm遞減到1.1mm；2#監(jiān)測組沉降量從261.5mm遞減到1.5mm。3#、4#為第二遍夯點監(jiān)測組，沉降量從夯點由近到遠也是逐步減小：3#監(jiān)測組沉降量從53.3mm遞減到4.1mm；4#監(jiān)測組沉降量從19.3mm遞減到1.7mm。且在對4組監(jiān)測點觀測過程中未見場地隆起，說明本次試夯施工對夯坑周邊擠密影響較小，夯擊能利用率較高。

3.4平面載荷板試驗

為檢測試夯施工效果，在試夯施工結(jié)束7天后，采用淺層平板（面積1m2）進行載荷試驗。試驗加載過程中地基沉降均勻，無明顯陡降，地基土的承載力特征值fak≥120kPa，滿足設(shè)計要求。

3.5確定施工參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場試夯及對試夯效果的分析，結(jié)合強夯施工相關(guān)規(guī)范與以往工程經(jīng)驗，確定強夯施工參數(shù)。

（1）強夯施工按二遍點夯一遍滿夯組織；

（2）采用重16.2t，直徑2.5 m的圓形平底錘，單擊夯擊能3000kN·m，能滿足本工程設(shè)計要求地基加固深度；

（3）從夯沉量及對夯坑周邊土體的監(jiān)測來看，試夯施工時夯點間距與布置是比較合理的，施工中按設(shè)計的正三角形布置夯點，每遍點夯間距4.5×4.5m，按隔行跳夯原則完成全部點夯施工；

（4）綜合夯擊數(shù)、夯沉量與場地監(jiān)測結(jié)果，停錘按每點夯擊數(shù)不少于10，且最后兩擊平均夯沉量小于5cm進行控制，滿足現(xiàn)場施工要求；

（5）本工程強夯處理地基由開山土石形成，其滲透性較好，綜合考慮夯點間距等因素對地基土中超靜孔隙水壓力消散速率的影響，將兩遍點夯間歇時間調(diào)整為5～7天；

（6）滿夯施工每擊夯擊能1000kN·m，要求錘印搭接，搭接面積不小于錘底面積的1/4。

4　強夯施工工藝流程與主要工藝控制要點

4.1強夯施工工藝流程

清理并平整場地→測量放線、夯點定位→夯錘及起重機就位→點夯→測量記錄→夯錘、起重機移位到下一夯點→一遍夯夯后進行場地平整，間歇后開始二遍夯→場地平整，滿夯→進行地基承載力試驗。

4.2清理并平整場地

（1）夯擊前清理并平整場地，測量場地高程，確認場地達到強夯設(shè)計起夯面高程。

（2）查明強夯施工場地地下是否存在管線或構(gòu)筑物，必要時應(yīng)采取措施避免因強夯施工對地下設(shè)施造成損壞。

（3）根據(jù)場地條件在點夯前設(shè)置隔振溝。隔振溝的位置、坡度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況確定。

4.3點夯

（1）測量夯前錘頂標高，將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量并記錄錘頂高程。重復(fù)夯擊，滿足單點夯擊數(shù)和夯沉量控制標準后，轉(zhuǎn)入下一點施工。

（2）施工中應(yīng)確保自動脫鉤器轉(zhuǎn)運靈活，夯錘上升接近規(guī)定高度時，須加強觀察，防止因脫鉤器失靈夯錘上升過高而發(fā)生事故。夯錘落下后，在脫鉤器下降至夯錘鉤環(huán)頂前，掛鉤工不得提前下坑掛鉤。

（3）注意檢查并及時清除夯錘上粘土，嚴禁夯錘排氣孔堵塞，以防止產(chǎn)生氣墊效應(yīng)，影響強夯施工質(zhì)量。

（4）若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應(yīng)及時將坑底整平；當坑內(nèi)地基土因含水量過高或其它原因而吸錘時，應(yīng)采取措施排除，不宜強行提錘。

4.4測量記錄

測量記錄工作應(yīng)指派專人負責。在施工過程中，應(yīng)認真測量并記錄每擊的夯沉量、每個夯點的夯擊次數(shù)等施工情況，在確保測量記錄真實有效的前提下，做到無遺漏、無重復(fù)。記錄人員還應(yīng)注意觀察夯擊振動的影響范圍和程度，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時暫停施工，進行整改。

4.5滿夯

（1）滿夯對加固表層地基土起著重要作用，施工時應(yīng)精心組織，認真對待。嚴格按設(shè)計的夯擊能、錘印搭接面積、夯擊遍數(shù)組織施工，夯后測量場地高程。

（2）滿夯施工過程中應(yīng)禁止重型車輛駛?cè)?，以免對地基土產(chǎn)生擾動，影響施工效果。

5　強夯施工常見問題及處理措施

5.1“彈簧土”現(xiàn)象

由于表層地基土中含水量較高，或兩遍點夯間歇時間不足，強夯施工過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力未消散，均可能導(dǎo)致現(xiàn)場出現(xiàn)“彈簧土”。

處理措施：采取開挖排水溝、設(shè)置集水井等方式降低場內(nèi)地下水位；對“彈簧土”所在區(qū)域進行翻曬或開挖換填。5.2地基土強度不足

地基土強度不足會導(dǎo)致夯點夯擊數(shù)較大，但最后兩級平均夯沉量仍大于停錘標準，或夯坑周邊出現(xiàn)較大隆起。

處理措施：間歇一段時間后在夯坑內(nèi)填入塊石，再進行點夯施工；經(jīng)論證后調(diào)整單擊夯擊能和夯擊數(shù)。

5.3夯坑壁坍塌

夯點間距太小，會導(dǎo)致夯擊時夯坑上部土體被擠入已施打夯坑中，造成夯坑壁坍塌。

處理措施：更換小直接夯錘；必要時重新組織試夯，以調(diào)整施工參數(shù)。

6　結(jié)語

（1）通過現(xiàn)場試夯和試夯效果分析，選擇合適的強夯施工參數(shù)，即可保證施工效果，也可提高強夯施工效費比。

（2）影響強夯施工的因素較多，當出現(xiàn)不利于現(xiàn)場施工的情況時，應(yīng)及時采取措施，改善地基土對夯擊能的接受能力，未經(jīng)過充分論證不得隨意調(diào)整施工參數(shù)。

（3）地下水位對強夯施工影響較大，施工中應(yīng)注意做好排水、降水工作。

［1］JGJ79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］龔曉南.地基處理手冊［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社.2008.