沿海浅滩区填海造地地基强夯质量控制

魏广造

摘要：在资源短缺问题不断突显的21世纪，直面海洋、走向海洋、开发海洋，兴海强国已是我国保持可持续发展的必然之路。对于沿海浅滩区填海造地工程，在强夯地基的过程中，怎么才能确保地基承载力满足规范和设计要求，不留工程质量后患仍是一个急待解决的问题。

关键词：沿海浅滩区填海造地地基强夯质量控制

前言：

自建国后，中国曾经掀起过三次大的围海造地热潮。第一次是新中国成立初期的围海晒盐；第二次是20世纪60年代中期至70年代，围垦海涂扩展农业用地；第三次是20世纪80年代中后期到90年代初的滩涂围垦养殖热潮。从1949年到20世纪末，中国沿海地区填海造陆面积一共达到1.2万平方公里，平均每年填海面积230～240平方公里。“十五”期间，中国每年填海造陆的面积接近300平方公里。而“十一五”期间，中国计划通过填海造陆工程每年增加700平方公里的土地，相当于一个新加坡。

填海是指因为土地使用出现紧张或者因需配合规划等原因而需要将海岸线向前推，用人工建设的方式扩充土地面积。它可以有效制造平地，以供市区发展填海造出来的土地就可以增加城市建设、工业生产用地，如建房屋、建道路、搞绿化、建工厂等等，可以缓减土地供应压力；也可以美化海岸线，改善沿海景观。对于沿海浅滩区填海造地工程，怎么才能确保地基承载力满足规范和设计要求，确保沿海造地工程在解决国家资源短缺问题的同时，真正造福于民，不留工程质量后患仍是一个急待解决的问题。

1 工程概况

福建省莆田市妈祖城核心区工程位于莆田市忠门半岛东南端，为典型的填海造地项目，环城路工程路基HCK2+000～HCK5+649.92段3.65km所穿越区域原属于湄洲湾海湾浅滩区，路基所穿越地区大多数地基为填筑海砂而形成的陆域地基，设计采用强夯法施工，夯实深度6～7m，地基土夯实后相对密度不小于0.8，标段填海造地道路地基强夯处理约108820m2。强夯应分层强夯，每层厚度4米，点夯夯击能量不小于2000KN.M，满夯夯击能量不小于500KN.M。强夯采取先点夯后满夯的顺序，夯点布置间距5米*5米梅花形布置。强夯控制要求每遍最后两击沉降量之差不大于5厘米，达到要求后进行下一遍强夯；周边土体隆起高度不大于10厘米。普夯完成后以压实度控制质量，4米深度范围内的压实度要求达到93%，场地平整范围内压实度要求达到90%。每遍强夯时间间隔为不小于7天。强夯质量要求为不小于12吨。

2 施工工艺及方法

地基强夯处理是通过瞬时巨大的夯击能将土粒内部结构破坏，使土粒中的水和空气挤压出来，它一般通过10～40t的重锤和10～40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，通过在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件，提高地基承载力。

2.1 施工工艺

详见流程图所示。

2.2 施工方法

⑴ 强夯机具的选择

① 夯锤的选择

根据规范规定：圆形锤印易于重合，本工程选择圆形锤；本工程夯锤直径2. 5米,选择夯锤重20吨，为铸钢材料，吊环为φ50，4φ300排气孔。

② 自动脱钩装置

40吨履带式起重机采用自动脱钩装置。拉绳一端固定在锁柄上，另一端穿过转向滑轮固定在臂杆底部横轴上，当夯锤起吊到预定高度时，开钩绳随即拉紧，而脱钩装置开启，夯锤脱钩下落。同时可保证每次夯击落距相同。

⑵ 强夯施工的技术参数

本工程强夯设计，点夯单击夯击能2000KN.m，满夯单击夯击能500KN.m，夯击能的处理深度为5-7m，位于残积性粘土或残积砂质粘性土，加固后的地基承载力不小于150kpa，满足地震烈度7度时不液化。现场夯锤重量不符时，需按实际锤重和底面积计算落距，确保达到设计夯击能量。锤重（G）和落距（h）直接决定每一击的夯击能，是影响加固效果的重要因素，本工程选定锤重20吨、落距10米。夯击点布置上，本工程属大面积强夯,采用正方形布置，强夯第一遍夯点间距3m*3m，满夯搭接长度为锤底直径的三分之一。根据设计要求暂定进行二遍点夯，一遍满夯。一遍点夯单点夯击次数4击，一遍满夯单点夯击数为1击，具体夯击能量和夯击遍数、时间间隔等要根据试夯和检测结果确定。

⑶ 强夯施工步骤

① 测量路基中线并用灰线撒出强夯范围，然后标出夯点的准确位置，并测量地面高程，强夯处理宽度为路基两侧边坡坡脚外1m范围内，即：正方形布置，强夯第一遍夯点间距3m*3m，满夯搭接长度为锤底直径的三分之一。

点夯布置图满夯布置图

② 在处理大致平整的地表处，按土质分段取样作标准重型击实、土的液塑限、颗粒分析、天然含水量试验。

③ 起重机就位，使夯锤对准夯点位置。

④ 将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶定点位置的高程，如锤顶倾斜，应及时将坑底整平。

⑤ 重复步骤

⑥ 根据设计要求暂定进行二遍点夯，一遍满夯。一遍点夯单点夯击次数4击，一遍满夯单点夯击数为1击，具体夯击能量和夯击遍数、时间间隔等要根据试夯和检测结果确定。

⑦ 重复③～⑤完成一遍全部夯点的夯击。

⑧ 主夯完成后，静置72h以上，用推土机将夯坑整平，测量夯后的地面高程。

⑨ 重新放线定位，按主夯的施工步骤③～⑦进行第二遍的夯击施工，能量为2000kN.m。

⑩ 点夯完成后，静置72h以上，用推土机将夯坑填平，进行最后一遍满夯，满夯能量为500kN.m，夯后测量场地标高。

3 质量保证措施

⑴ 强夯施工过程中，设有专人负责检查夯锤质量和落距，确保单击能量满足设计要求；在每遍夯击前，对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差和漏夯及时纠正；按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。

⑵ 强夯施工结束后二周，应按施工图所示或监理人的指示进行标贯和探坑检查。部点位置综合考虑随机性和代表性，监理人根据施工情况确定。

⑶ 强夯基础工程全部完工后，应会同监理人按规定进行检验和验收。

⑷ 强夯开始应检验夯锤是否处于中心，若有偏心，应采取锤边焊钢板或增减混凝土等办法使其平衡，以免夯坑倾斜。

⑸ 夯击时落锤应保持平稳，夯位正确。如错位或坑底倾斜过大，应及时用壤土将坑底整平。

⑹ 强夯施工应尽量避免雨天进行，以防止强夯场地积水，否则土质含水量增加，土质变软，会产生挤出现象，降低强夯效果。

⑺ 强夯过程中，当发生严重弹簧现象时立即停止施工，报监理工程师处理。

4 强夯结果分析

填海造陆地地基强夯不同于一般的地基强夯，由于地基土多为松散的海砂填筑而成，加之原地形属于海湾浅滩区，淤泥，淤沙，杂填土较多，对本工程的实际地质情况了解不够清楚，设计根据规范及经验取值确定的有效加固深度、夯点布置等对本工程的指导性不强，必须在试夯过程中收集数据，加强过程控制，适当调整设计参数和施工工艺。

沿海地区填海造地地基强夯在夯击能，夯击次数，夯击遍数，间隔时间，夯击点布置和处理范围五大设计参数时应满足遵循以下规律：

⑴ 单位夯击能的选择：碎石和砂2000-4000KN.m/m2，砂质土1000-3000 KN.m/m2，粘性土5000 KN.m/m2泥炭土3000-5000 KN.m/m2垃圾土2000-4000 KN.m/m2按照土的粗细程度粗粒土1000-3000 KN.m/m2细粒土为1500-4000 KN.m/m2。

⑵ 得出有效夯实系数与夯击次数的关系如下图所示：

⑶ 得出沿海地区填海造地地基强夯的有效加固深度如下表所示：

⑷ 在后期的施工过程中，必须突破传统设计方案和施工工序，适时改变夯锤重量，落距，夯点来调整调整单位夯击能，改变传统的一夯锤夯到底的做法，可采取的措施有：

① 海砂填筑深度达5米以上，且原地形为海砂沉积浅滩区，则一夯采用3000 KN.m/m2重锤，落距采用8米，夯距采用4*4米的较大夯点距交叉布置，即重夯能，低落距，大夯点的原则来加固深层土，增强整体密实度，提高地基承载力，二夯则采用2000KN.m/m2 10米落距，夯距采用2*2米布置，三夯则采用1000 KN.m/m2的夯锤满夯。

② 海砂填筑高度小于5米的地基为杂填土素填土，或沙硕土的，一夯采用采用2000KN.m/m2，10米落距，夯距采用3*3米，二夯则采用1000 KN.m/m2的夯锤满夯。

③ 对于无海砂填筑的原地面沉积砂区直接采用采用1000 KN.m/m2的夯锤满夯，满夯过后采用振动压实表层土，即采用强夯和振动压实相结合的办法。

参考文献：

1、《建筑地基处理技术规范》JGJ 79—2002 ；

2、《城市道路路基工程施工及验收规范》（CJJ44—91）；

3、《市政道路工程质量检验评定标准》（CJJ1—90）。