地基强夯施工技术

刘 刚安徽阜阳建工集团有限公司，安徽阜阳 236000

地基强夯施工技术

刘 刚
安徽阜阳建工集团有限公司，安徽阜阳 236000

地基强夯法是工程施工过程中运用起重机械将大吨位的重锤吊到6m～40m高的高程后自由下落，给地基以强烈的冲击力，使路面出现冲击应力，间接地导致土体变形，土层的空隙压缩，并在夯击点产生相应的裂缝，可以因地制宜形成良好的排水管道，土粒的重新排列，经连续的压密达到固结，从而达到提高地基的整体承载力的目的。因此，地基的强夯法又称为固结法。本文针对施工前期对于地基强夯法的控制进程分析，并对地基强夯法的技术要求进行了详细的阐述。

地基；强夯；承载力；试验检测

随着工程机械运用的提高，地基强夯的施工工艺也在不断地提高。从最初的运用圆锥探头加固砂和碎石层的界面进行改造，至今强夯法还是用于粘性土、湿陷性黄土等一些特殊性软土地基，一方面提高了地基的承载力，另一方面也减少了地基的沉降，对于改善地基的抗震动以及液化能力有很好的改善作用。目前地基强夯法已广泛应用到了国内外的机场跑道、工业及民用建设等项目的地基处理，是一种很有效的地基加固工作，对于改善环境等取得了很好的效益。

本工程承建的是海口站站房的施工，本工程建设的地区的控制检测的地震基本烈度为8级，抗震的类别为丙级。所要建设的为两个独立的功能楼区。中间以连廊的形式及单层附属房屋相互连通。现有的总体的面积为11 532m2，建筑面积为20 519m2。原有的海岸滩地标高约为▽2.00m，在建设过程中考虑到站台要与室外的广场有联系，所以在原有基础上设计为▽4.74m，海岸滩的面上再回填约2.7m高。工程中主要采用砂砾质的粘土作为碾压的主要成份，填土区达到6 000多平方米。

1 地基强夯前的地质勘察分析

根据当地的水文气候的情况以及地质的勘探调查的结果可知：本工程属于软土地基的回填工程，水稳定的水位埋深约为0.82m～3.48m，为防止地下的砂层严重恶化，本工程设计的方案为：主楼主要采用PHC管桩，而单层的附属房采用天然地基柱下的独立基础。对于地下勘察的各个层次的地质条件进行层次的叙述主要如下：

土层的表面主要为素填土，干燥稍湿，土体较为密实，在这一层的深度为1.90m～2.20m，厚度为0.10cm～1.90cm。而相对于其他层面的主要是粗砂或者是中粗砂，占绝大部分，在四、五层的地方主要都是淤泥、粉性粘土或者凝灰岩等，都处于中密的阶段，可塑性较强，而且越往下，土质越潮湿，层面的深度越大，而在厚度上还是中粗砂岩站的面积最多，处于饱和的状态，稍湿，对于工程的施工等都是一个挑战。

本建筑物属于公共建筑，因此不仅考虑房屋的抗震效果，还要考虑到构建物的沉降，由于强夯法可以采用改善地基液化等情况进行分析，对地基进行进一步的加固，设计的强夯的结果要独立的基础部分的深度主要为3.0m，内地基承载力标准值fk≥200kPa，压缩模量Es≥15MPa。使中粗砂的潮湿性能由原来的严重液化转变为轻微液化，减少地基液化的时候在地震时对PHC管桩的剪切破坏作用。另一方面还能减少PHC管桩的装的长度，加强与天然地基的连接，形成复合地基后，降低造价的目的。

2 强夯法的施工控制要点

强夯法是针对主题的地基施工过程中进行的，强夯的参数以及施工中的综合检测等都属于动态信息化的施工方式。对于强夯的过程中，检验夯实的效果，对各个夯实的参数进行分析，并根据没变夯实的结束后的触探自检进行检查与分析，并为施工过程中的报告提供可靠的数据和依据，提供工程施工的实用性。因此，在原则上对于没变的动力触探检测的检测孔约为20个。对于夯实过程中的施工间歇以及回填砂石的级配方案进行调整，对于地基加固中形成装饰置换法，又具有强夯加固固结效应，减少地基变形的频率。

2.1 强夯参数的确定

本工程要求的地基加固深度达到8.0m，当依据土质的地基类型以及单击夯击能进行控制，当单击夯击能达到3 000kN·m时，砂石类的低级的有效深度为7m～8m。根据工程的现场的地质进行分析，重锤的低落距比轻锤高落的施工效果更好，采用的是夯锤重W=17.2t、落距H=17.5m，实际单击夯击能为：WH=301 000kN·m

由Mēnard公式D=K√WH/10（K-影响深度折减系数，对于砂土类规范建议取值K=0.5）可计算出理论有效加固深度：D=8.67m。

2.2 夯击量的控制

强夯施工中土体被压缩，对地基进行进一步的压实，在理论上最佳的夯击能是有效地深度底层孔隙谁叠加产生的累积的夯实能。由于施工现场缺乏相应的测量夯击能的相关的仪器，一次根据夯击产生的效应以及夯击的力度进行记录与控制。在本工程采用三遍夯实的控制，即两遍进行点夯，一遍进行满夯。处理的低级的层面面的不同所进行夯实的面也不一样，为改善深层次的地基处理效果，本文主要是采用较大的夯点间距，以免夯击时浅层计算成满夯的有效深度。

由于施工过程中属于分工流水施工，相邻夯实的遍数之间的间距应在孔隙水压的压力消融进行控制，大概时间为2d～3d。

3 强夯法的施工效果的评价

施工机械的操作以及人员的调配，现场的监督工作等都是反映施工进度的夯实情况的有效工具。根据施工中的特殊情况的处理，以及施工工艺参数的控制，强夯场地的维护等情况进行相应的管理，严格实施安全工作准则，对于防止出现强夯冲击力对站台墙的影响，在强夯的场地可挖一直防震沟进行控制，保证低级夯实的质量。

3.1 检测方法

1 ）平板载荷试验

现场主要采用707×707mm2压板，维护原有的荷载的基础上进行千斤顶的分级加荷，压板埋置深度在设计基础上的约0.10m，对于荷载的对称安置四个百分表对地基的沉降现象进行观测，并对低级的荷载的相对稳定的情况进行记录，静载点关键布置在独立基础上的部分场地进行分析，总共进行10个监测点的荷载试验，以评价夯后地基的承载力。

2 ）土工取样试验

现场采用的是XY-1型工程钻机，采用φ110钻具开孔，在9m的深度的地质层进行取芯钻进。在钻孔的地方采用重锤击入法提取原装的土体进行土工实验的检测。取土的过程主要在回填土的时候进行。主要是对地基土的压缩模具、天然的含水量、孔隙比等系统的参数值进行分析，对于施工中的工程效率以及地基密实后的成效控制等都是一个很好的依据。

3 ）标准贯入试验

在施工完毕的现场采用标准的贯入器进行试验检测，穿心的锤重63.5 kg，自由下落的间距为76cm，标准试验的间距为1.0m，对于整个场地的布置以及夯前与夯后的力学指标对比等都是有力的调整工具。判断水下的砂土情况，地基土质的液化的评价等都要进行相应的统计。

3.2 检测评价

试验检测的结果主要是针对静载试验、标准贯入试验、土工试验等炎炎结果的综合测评进行分析，根据勘察工程规范进行计算，以评价土质参数的标准值时按fk=γ·fm进行计算。

式γ为统计修正系数；fm为岩土参数的平均值。

在正常和那个使用的态势的时候需要采用平均值进行计算，而在本工程的施工过程中的压缩模量Es也按平均值进行选用。地基加固试验检测的成果的汇总如表1。

试验方法（kPa） 承载力标准值fk（kPa）压缩模量Es（MPa）标贯试验 土工试验 动探试验 静载试验217 210 223 223 215 15.6

表1 独立基础部分地基加固检测成果评价表

由表1表明，经强夯处理后的地基承载力和压缩模量满足了施工所要求的工程强度。根据实验结果的统计，判定本次的检测的场地主要为8.0m的深度的范围内的饱和和砂石的强夯处理后的成效进行分析，一个试验的处理从严重液化专向轻微液化，消除液化的威胁，处理结果已经达到了施工的要求。

4 施工体会

在地基加固施工过程中，影响强夯施工有效地因素较多，不仅仅是夯击能量，还有原有土质的性质、夯锤的形状，以及锤底单位的压力。再加上不同的土体包含的空气孔隙不同，底下的水文情况和行街的次数等都有很大的影响作用。因此，目前的施工过程中还没有十分精确地一起能够调整好强夯施工影响效果，这些还应跟施工人员的工作经验和施工前的勘查工作离不了关系。凭借试夯或试验来确定夯击的能量、次数以及间歇的时间顺序。

在施工中遇到的可液化的地基，较长采用的方法就是强夯法。而相较于之前的振冲碎石桩强夯法施工较为方便，机械设备简便。节约材料、污染小、造价低等相应的优点。在站在全面性的观点上，强夯法对周边的建筑物影响较大、因此，还得因地制宜的进行选择地基的加固方式。

[1]司炳文.地基处理新技术：孔内深层强夯[M].中国建筑工业出版社，2011(3).

[2]阎财旺.重液化地基强夯与碎石挤密桩处理方案的优选[J].科技情报开发与经济，2011(3).

[3]李广如，王志芬.大面积区域地基强夯施工方法[J].建筑，2010(12).

TU472.3

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1674-6708（2012）59-0064-02

刘刚，研究方向：房屋建筑