大厚度湿陷性粉土及粉质粘土场地强夯地基处理

李继兵

（山西机械化建设集团有限公司 030009）

1　技术优势

（1）强夯施工工艺具有成本低、进度快、加固效果好、不使用建筑材料、受天气及气候影响小等优势，尤其对于处理高填方地基加固以及地基土的湿陷性方面具有极大的优势，并可以很好的满足大规模场地地基处理后的承载力要求，减少不均匀沉降等要求。

（2）对于大面积、高填方回填场地，强夯加固处理可以明显提高地基土的密实度和地基承载力，减小地基的不均匀沉降，消除地基湿陷性，具有良好的经济和社会效益，可为相同类别采用湿陷性粉土及粉质粘土作为地基的工程提供依据。

2　适用范围

相同类型的主要采用湿陷性粉土和粉质粘土作为回填材料，回填地基原地面下部土层具有湿陷性需要进行消除的大面积高填方地基处理。

3　技术要求

强夯后地基承载力特征值不小于250kPa；压缩模量不小于10MPa；压实系数不小于0.95。消除场地地基范围内土质全部湿陷性。

4　工艺流程及操作要点

4.1　施工工艺流程

场地清理→试夯施工→原地面强夯处理→分层回填施工→填筑体分层强夯→填方边坡施工→夯后检验监测。

4.2　场地清理

4.2.1场地清理的必要性

湿陷性粉土地区场地地形由于水流重力冲切形成陡坡，由沟底至坡顶土层覆盖厚度逐渐加大。如直接回填进行强夯处理，两侧沟壁因土层覆盖逐渐加大，强夯需处理上层厚度逐渐加大，容易造成处理效果的不均匀，处理深度也达不到要求。同时强夯区与原地面不易搭接，原地面密实度不够，存在湿陷性，比较松散，造成交接处应力突变。因此，施工前首先对陡峭的沟壁进行削坡减荷处理。

4.2.2两侧沟壁削坡减荷方法

强夯作业前先将沟壁两侧陡坡覆土至上而下逐阶开挖成倒台阶形状，台阶宽度不应小于6m，台阶高度及台阶上覆土厚度不大于8m。以便进行台阶强夯加固处理。沟壁两侧坡度较陡时，台阶宽度可以适当减少。

上部开挖台阶的余土可以回填至沟底，回填厚度及湿陷性黄土覆盖厚度不大于6m。同时沟底回填后回填工作面面积随着高度的增加而加大，便于强夯机械施工作业。

4.3　试夯

4.3.1试夯是指导大面积施工的关键环节

在施工前，应根据初步确定的参数提出试验方案，在施工现场深沟原地面及填筑体上有代表的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建筑规模及建筑类型确定。

4.3.2试夯区的划分及能级选择

强夯试验共分为原地面和填筑体2个试夯区进行，试夯能级分别为8000kN·m能级、6000kN·m能级，通过试夯对强夯施工参数如强夯能级、布点形式及间距、锤击数、停夯标准等参数进行调整及确定。

4.3.3有效处理深度的选择

以强夯的有效加固深度及设计要求的夯后地基承载力特征值为主要依据来确定回填厚度。考虑到高填方地基的整体性和稳定性，上层夯点的有效加固区域要延伸进下层一定深度，以形成有效的夯点位置加固区域在层与层之间的嵌固和咬合。

4.3.4夯击数的确定

夯点的夯击次数应根据现场试夯进行确定，且应同时满足下列条件。

（1）最后两击平均夯沉量不大于以下数值：当单击夯击能小于4000kN·m时为50mm；当单击夯击能为4000～6000kN·m时为100mm；当单击夯击能大于6000kN·m时为200mm。

（2）夯坑周围地面不应发生过大的隆起。

（3）不因夯坑过深而发生提锤困难。

（4）通过试夯，以验证所采用工艺加固处理的可行性，确定回填厚度、最佳夯击能、最佳夯击数、夯坑间距、间隔周期、地面变形量等，用于指导大面积施工。通过试验，可确定有效的影响深度、地基承载力特征值等。

4.3.5不同强夯能级的有效处理深度及工艺参数

通过试夯确定本工程不同能级强夯有效处理深度分别为：8000kN·m能级强夯加固深度为8m；600kN·m能级强夯加固深度为6m；经夯后检验试夯施工工艺参数能够满足设计要求。

4.4　原地面强夯处理

（1）原地面处理对高填方填筑体的工后沉降量、整体稳定影响巨大，做好原地面处理至关重要，尤其是当原地面土质存在湿陷性时，必须对原地面进行强夯处理，消除土质的湿陷性。

（2）处理方法：对场地进行平整，形成工作面后对原地面进行强夯处理。

（3）设计参数。

原地面采用单击夯击能为8000kN·m，采用6m正三角形布置，隔行分两遍进行施工。夯击数不小于15击，，每遍夯完后将夯坑推平。停锤标准为最后两击平均夯沉量不大于100mm。加固夯采用4000kN·m能级，夯点位于第1、2遍主夯点位置，单点击数7击，停锤标准为最后两击平均夯沉量不大于50mm。满夯采用2000kN·m能级，（击数每点5击），要求夯点与夯点搭接1/4d。

（4）原地面强夯操作要点。

①原地面强夯处理前应先彻底清除场地草皮，或有机质含量高的土层，以消除填筑体与原地基之间的软弱夹层，保证填筑体整体稳定。

②原地面自然坡度陡于1：5时，将自然地面开挖成台阶状、台阶宽度不小于6m。

③当原地面开挖的台阶较宽时，可直接进行强夯施工。当台阶较窄时，则需分层回填到该台阶标高时，才能进行原地面强夯处理。

④场地较平坦区的原地面强夯可成片施工，斜坡的强夯与削坡填土同步进行，随着填土的逐层增高，原地面强夯渐次向高处推进。

4.5　分层回填施工

（1）回填采用分层堆填的方法，严禁进行抛填施工。

（2）分层填筑的厚度为2m左右，由于回填地基采取强夯加固，故分层填筑的填土层可用推土机简单推平碾压、满足机械正常行走要求即可。

（3）强夯分层厚度为6m左右比较适宜，实际施工时考虑强夯夯沉量，可分3次填筑至6m虚铺厚度即可。

（4）根据土的重型击实试验结果，确定回填土料的最优含水量，为取得最佳夯实效果，回填土含水量的控制，宜小于最优含水量2～4%。回填土的含水量小于10%时需采取洒水增湿措施。

5　填筑体强夯处理

5.1　强夯分层厚度的确定

以强夯的有效加固深度及设计要求的夯后地基承载力特征值为主要依据来确定回填厚度。考虑到高填方地基的整体性和稳定性，上层夯点的有效加固区域要延伸进下层一定深度，以形成有效的夯点位置加固区域在层与层之间的嵌固和咬合。根据试夯数据分层回填厚度为6m。

5.2　强夯参数

可参考湿陷性黄土的强夯参数在现场选取有代表性的区域进行回填土的试夯，待强夯结束一至数周后，进行检测，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，最终确定回填土采用的各项强夯参数。

填筑体采用单击夯击能为6000kN·m，共分三遍进行施工，采用6m正三角形布置。第1、2遍采用6000kN·m夯击能，夯击数不小于12击，每遍夯完后将夯坑推平。停锤标准为最后两击平均夯沉量不大于100mm。第3遍2000kN·m低锤满夯，（击数每点5击），要求夯点与夯点搭接1/4d。夯毕用推土机推平场地。

6　填方边坡施工

（1）高填方边坡强夯施工时，由于强夯工艺的局限性，总存在夯击不到的区域和强夯振松的区域，因而需要采用分层碾压与强夯相结合的施工方法，最后形成合格密实的边坡。

（2）边坡分层强夯完毕后，将边坡区域外侧虚土层开挖，挖至强夯加固土层内后，按外侧碾压分层厚度挖台阶，台阶高宽比为1：2，并对外侧区域进行分层碾压施工，与强夯密实体进行搭接。

（3）考虑碾压机械的影响深度，碾压边坡的分层填筑厚度不大于40cm。逐层碾压至强夯标高后，碾压区与强夯区域交接处进行搭接强夯施工，强夯布点形式为交接处两侧各布置一排夯点。搭接强夯将碾压区与强夯区进行有效衔接，使之得到有效加固并使两个区域连为一体。

（4）碾压边坡加宽部分的刷坡，可在每填高至1.5m左右时，采用挖掘机进行初步刷坡，清除加宽的余土。自下而上，依次进行。

7　夯后检测及检测

7.1　回填强夯检测

回填强夯层检测包括探井取样、标准贯入度试验和重型动力触探试验相结合的方法，评定出土层的承载力特征值、密实度和均匀性，测定出土的力学性质指标。最上层场平完成后还需进行载荷试验，载荷试验点布置应与上部建（构）筑物类型及施工分区相互结合，同时探井取样、标准贯入度试验和重型动力触探试验等检测项目，其检测点数量应按照标准加倍选取。

7.2　沉降变形观测

在填筑体施工中期及后期，按照沉降变形观测要求，设置沉降观测点，并定期进行沉降观测，以评价填筑体的稳定、抗滑性。