利用监测与检测手段来优化确定地基(砂类土)的强夯工艺参数

陈良向

厦门合诚工程检测有限公司（361000）

利用监测与检测手段来优化确定地基(砂类土)的强夯工艺参数

陈良向

厦门合诚工程检测有限公司（361000）

国内沿海有些陆域的形成采用了吹填砂工艺，底下很少存在甚至没有淤泥质土。采用强夯工艺对地基进行处理，可以快速方便地提高地基土强度。对于此类地基处理，择优选取一种较实用的强夯工艺(工艺流程、施工参数)，既能保证地基处理效果达到规范要求，又能大大缩短施工工期，在节约施工成本的同时也能减小对人与环境的影响,为类似大面积施工的工程提供参考。

监测与检测；砂类土；强夯工艺；优化

1 工程概况

本工程为厦门大小嶝造地纳泥区地基处理一期工程(N-8区)，需采用强夯方法进行地基处理。在正式施工前，需要对场地进行夯击试验以确定强夯工艺参数。根据设计要求，试夯区域选取了4块区域，如图1所示。

图1 N-8试夯区夯点分布图

为了保证在强夯施工过程当中地基整体的稳定，我们在周边埋设了4孔10 m深(该砂土地基深度约5 m)测斜管，通过深层水平位移方法在施工期间对其地基进行监测，以此评测强夯施工过程当中地基的稳定性。

2 土工试验与施工工艺参数

2.1 土工试验

试验区确定前在场地里面取了两个砂样样品做了筛分和含泥量试验，其中筛分的试验结果(细度模数)是2.82、2.76，含泥量的试验结果是2.7%、2.8%。

2.2 施工工艺参数

1）根据设计提供的地质资料分析，强夯施工区域地质情况基本相同。施工方根据现场N-8区实际情况选定试夯区靠近海堤，交通便利，场地平整利于施工机械的运行，结果具有一定的代表性。试验区位置见图2所示,具体试验分分布如图1所示。

2）现场强夯试夯参数

夯击能:点夯夯锤重27.4 t，落距为10.9 m，夯击能为2 986.6 kN.m；面夯夯锤重25.4 t，落距为6.0 m，夯击能为 1 524.0 kN·m。

夯击数:(锤印搭接都是35 cm)，面夯侧重于表层处理，本次工艺优化不包含面夯击数的调整。

N-8-①、点夯为4遍，每遍4击，面夯为2遍，每遍3击。

N-8-②、点夯为2遍，每遍8击，面夯为2遍，每遍3击。

N-8-③、点夯为4遍，每遍3击，面夯为2遍，每遍3击。

N-8-④、点夯为2遍，每遍6击，面夯为2遍，每遍3击。

3）夯点距离:点夯为 3 m×3 m，面夯为 2.15 m×2.15 m。

4）夯锤直径:点夯为2.5 m，面夯为2.5 m。5）点夯、面夯的夯击顺序为打一跳一。

2.3 砂土液化处理标准

按照GB 50191—2012《构筑物抗震设计规范》，地面下20.0 m深度范围内的液化的判别，要求标贯击数应不小于液化判别标准贯入锤击数临界值。经计算，在本工程吹填砂土或黏粒含量较低的吹填砂层经处理后标贯击数应达到以下要求:吹填砂层（贯入点4.0 m以内）未修正的标贯击数不小于8击，吹填砂层（贯入点4.0～6.0 m）未修正的标贯击数不小于10击。

2.4 施工时间

强夯试夯时间为:

表1 4种强夯工艺时间效率对照表

N-8-①区:4遍各4击施工时间段为7月19日完成第一遍夯击；7月25日完成第二遍夯击；7月29日完成第三遍夯击，8月2日完成第四遍夯击，约15 d。

N-8-②区:2遍各8击施工时间段为7月19日完成第一遍夯击；7月25日完成第二遍夯击，约7 d。

N-8-③区:4遍各3击施工时间段为7月29日完成第一遍夯击；7月31日完成第二遍夯击；8月1日完成第三遍夯击，8月2日完成第四遍夯击，约5 d。

N-8-④区:2遍各6击施工时间段为7月29日完成第一遍夯击；7月31日完成第二遍夯击，约3 d。

4个试验区施工结束后，按规范要求用标准贯入法进行现场检测。

3 试验结果及分析

3.1 试验检测结果

N-8区试夯区强夯完成后，在试夯区的的四个试验区块随机各选取了2个共8个标贯检测点，在未夯区域选取1点作为对比，标贯试验共选取9个点。检测夯点间土的实际标贯击数，从夯前初始平面起至强重夯影响深度土层范围内，每隔1 m进行标准贯入击数的检测。检测结果表明:4个强夯试验区经强夯处理后，均满足设计要求。

3.2 夯沉量与夯击次数关系

随机抽取强夯过程当中监测记录的部分夯沉量数据，计算出每遍夯沉量平均值并进行了统计。其中4遍*4击和2遍*8击总夯沉量分别达到了94 cm和95 cm；4遍*3击和2遍*6击总夯沉量分别达到了85 cm和87 cm。总体上差异性很小。

4 试夯施工过程围堰稳定性分析

本次于2015年7月2日钻孔埋设4个测斜孔，经过近一个星期自稳定后，于2015年7月8日开始对4个测斜孔进行监测。监测周期一个月，贯穿了试夯区整个施工过程。其中最大位移点出现在CXN8-4孔位上，最大位移量达到3.21 mm，四个孔的最大位移量在2.30～3.21 mm范围内。可以判定整个试夯施工过程当中，整体围堰处于稳定状态。

5 强夯施工工艺参数的优化确定

通过对N-8区试夯区施工完成进行的标贯试验，试验结果均满足设计要求。由标准贯入试验数据可知:

1）总夯击数为12与16各层累加的总贯击数分别为87和101，说明夯实程度16击会比12击超出16.1%，明显小于夯击数超过的幅度(25%)。这表明随着夯击击数的增长，夯实程度并没有呈现正比例的增长。从施工效益考虑优先选择序号2和序号4的方案。

2）由表1所示，序号2和序号4的效率会分别优于另外两种方案。由于试夯面积存在较大区别(现场实际条件所限)，序号2和序号4的时间效率明显存在误差。但从常理分析，正常施工条件下，序号4的施工效率明显会优于序号2。

6 结论

综合以上所述，从工期和经济效益角度考虑，序号4的工艺方案(点夯2遍6击，面夯2遍3击，详细工艺参数见本文第三章第三节)为类似工程的最优施工方案。

[1]GB 50191-2012,构筑物抗震设计规范[S].

[2]JTS 133-2013水运工程岩土勘察规范[S].