強夯置換法加固軟弱地基應用實例

賈新發 閻愛榮 李存良

1 概述

強夯法多年來廣泛應用在建筑、港口、碼頭等多種工程的地基加固上。強夯加固非飽和土，效果顯著已經得到大家的認可，加固飽和砂土地基，夯后效果也很明顯，對于厚層的淤泥質土，由于土體滲透性差，土體內的水排出困難，因此對夯擊工藝和施工參數要求更加嚴格，本文介紹采取強夯置換與排水板結合使用的加固方法，取得了較好的效果，值得類似地基加固借鑒。

2 工程地質概況

工程位置距長江約1 100 m，地貌單元屬于長江沖積平原，主要為河流相的第四系沖積物。場區地下水位埋深0.1 m～1.6 m，地層結構簡述如下:①耕土:黃褐色，松散，由黏性土組成，含有大量植物根系;主要分布在場區北半部分，厚度0.20 m～2.60 m，平均0.68 m;層底標高5.41 m～8.60 m，平均6.33 m。①-1雜填土:褐色，松散，稍濕～濕，主要由黏性土和建筑垃圾及少量生活垃圾組成。主要分布在場區南半部分，厚度2.50 m～3.50 m，平均3.00 m;層底標高5.64 m～5.65 m，平均5.65 m。②粉質黏土:局部為黏土，黃褐色，可塑～硬塑，在接近水位或水位以下多為軟塑。切面較光滑，韌性、干強度較高，含有少量鐵錳質結核。該場區分布普遍，厚度0.30 m～3.70 m，平均1.92 m;層底標高3.30 m～6.18 m，平均4.89 m;該層標準貫入平均值為2.2擊，屬中等壓縮性土。②-1粉土:灰褐～灰黃，濕～很濕，稍密。切面粗糙，干強質、韌性低，搖振反應迅速，見有少量云母碎片和較多鐵質氧化物。該層局部出現，厚度 0.50 m～2.80 m，平均 1.35 m;層底標高2.31 m～5.50 m，平均3.69 m。③淤泥質粉質黏土:灰褐色，軟塑～流塑，干強度、韌性低，搖振反應中等～迅速。偶見鈣質結核。場區普遍分布，厚度 1.00 m～7.10 m，平均 4.49 m;層底標高-3.65 m～2.85 m，平均-1.43 m。該層標準貫入錘擊數平均值為4.9擊。屬中等壓縮性土。③-1粉洗砂:灰色，松散～稍密，飽和，均粒，主要礦物成分為長石、石英，含有少量云母碎片，夾有大量粉土夾層，偶見白色螺殼及腐爛植物體。場區分布較普遍，厚度1.00 m～15.40 m，平均6.37 m，層底標高-12.79 m～3.66 m。

3 設計參數

1)在大面積施工前，先進行了試夯，試夯面積 1 800 m2，設計要求:設計堆載為320 kPa。

2)試夯工藝參數選擇如表1所示。

4 試夯施工過程簡介

4.1 施工說明

強夯機械采用杭州產W200A型履帶式起重機，點夯夯錘使用φ 2.2 m鑄鋼錘，錘重16 t，滿夯夯錘使用φ 2.4 m混凝土錘。強夯前，場地回填石料1 m，一遍結束后再回填0.8 m左右，點夯結束后，填料厚度根據場地標高調整。

表1 試夯工藝參數

4.2 施工順序

1)排水處理。對場地進行初平:在強夯區域內挖設100 cm×100 cm的盲溝，縱橫布置，間距為23 m×95 m，經驗收合格后進行石料回填，形成排水板頂層的橫向排水通道(見圖1)。

2)插塑料排水板SPBⅡ型，一般深度為5 m～12 m。

3)場地第一次鋪廢棄硬質粒料，厚度約為1 m，推平后用YT25拖式振碾式壓實機進行振動碾壓30遍。

4)進行點夯，夯能采用設計夯擊能量和夯擊數，采用三角形布點，分3遍跳打，每遍14擊。夯完后填料整平場地。

5)最后采用YT25拖式振碾式壓實機進行振動碾壓60遍。

4.3 試夯小結

1)夯擊時第1遍平均坑深1.55m，最后兩擊平均下沉量3.5 cm;第2遍平均坑深1.35 m，最后兩擊平均下沉量2.5 cm;第3遍平均坑深1.30 m，最后兩擊平均下沉量2.15 cm。強夯過程中可看到水從排水板處滲出，同時每個夯坑夯完后2 h左右有水滲出并形成積水，各夯坑積水高度不等，將坑內水抽干，2 d后不再有水滲出。2)局部夯擊時，沒有達到貫入度要求的，進行了填料補夯;施工過程中確保排水暢通，控制土體含水量，保證沖碾過程中不出現彈簧、翻漿現象。

5 夯后檢測與試驗結果

表2 試驗結果

5.1 現場檢測

1)選取檢測點。現場會同業主、監理選取6點進行靜載荷試驗，分別為A1區4832，A2十一區 22-23，A10區 K22，B1區701，B2區4015，B5區17。2)加載方式。現場試驗最大加載量按復合地基承載力特征值的兩倍即700 kPa進行，分為10級，每級加載量為70 kPa;靜載荷試驗承壓板2.9 m×2.9 m，板底鋪設10 mm中粗砂找平，采用油壓千斤頂加載，工字鋼搭設堆載平臺，砂袋堆積提供反力，最大壓重量700 t。

5.2 檢測結果

試驗結果表明，6處試驗點的P—S曲線均呈緩變型，承載力特征值取值按s/b=0.01取值，且取值不超過最大加荷值的1/2。結果6處試驗點的承載力特征值均滿足設計要求的350 kPa。具體試驗結果如表2所示。

6 體會

1)本工程采取強夯置換飽和淤泥質土結合排水板加盲溝和明溝的降排水措施加固地基是有效的。2)強夯施工排水是關鍵，場區外圍排水溝的積水控制在50 cm，夯坑內積水及時排走，不得超過24 h。3)強夯置換時，會產生很大的超孔隙水壓力，造成軟土的隆起和擠出，因此采取跳夯更有利于孔隙水壓力的消散。4)強夯施工時，嚴格控制最后貫入量，達不到要求的，加料進行補夯，這樣能起到調整深層軟土層不均勻沉降的作用。

[1] YSJ 209-92，強夯地基技術規程[S].

[2] JGJ 79-2002，建筑地基處理技術規范[S].

[3] 徐至鈞.強夯和強夯置換法加固地基[M].北京:機械工業出版社，2007.