山西潞安聚氯乙烯項目35萬m2地基強夯處理

赫英武

1 工程概況

1)山西潞安樹脂有限責任公司20萬t/年離子膜燒堿、20萬t/年聚氯乙烯項目是經山西省發展和改革委員會批準的項目，該項目建設地點在山西省長治市屯留縣漁澤鎮東固工業園區，項目用地總面積約為350 000 m2，主要建筑包括燒堿裝置、聚氯乙烯裝置、聚合裝置、公用工程及輔助裝置、辦公及生活設施等建筑。

工程地質勘察表明，擬建廠區原是一個不規則的農田積水區，本場地屬采空區，在10年前已進行了采煤作業，采空深度在地下約300 m。由新黃土和回填土組成的地基，土質均勻性差，濕陷性強，無法滿足天然地基承載力和變形要求，需進行地基處理。

2)建設、設計、施工和檢測單位。該工程建設單位為山西潞安樹脂有限責任公司，由中國天辰工程有限公司設計，山西建勘巖土工程有限公司承擔施工，山西春暉巖土工程檢測公司負責地基處理檢測。

2 場地工程地質條件簡述

2.1 地層情況

按照勘察報告的描述，根據土工試驗、標貫、靜探等測試統計結果，本場區地基土承載力特征值評價如下:

第①層耕土，建議清除，第①-1層填矸，建議夯實，第②層粉質黏土，fak=85 kPa，第②-1層黏土，fak=80 kPa，第③層粉質黏土，fak=100 kPa，第③-1層粉砂，fak=110 kPa，第④層粉質黏土，fak=150 kPa，第⑤層粉質黏土，fak=170 kPa，以下略。

2.2 濕陷和液化情況

按照勘察報告的描述，據探井土樣濕陷性試驗結果判定，地下水位為3.0 m以上的試驗區域為非自重濕陷性場地，濕陷等級為Ⅰ級(輕微)，試驗區域場地土在3.0 m以下濕陷基本消失。地下水位小于3.0 m的區域，地基土不具液化。

3 強夯地基處理目的與要求

3.1 低能量強夯處理的目的

消除填土層的欠固結性和非自重濕陷性，提高填土層的土體強度，改善填土層的變形性能。

3.2 低能量地基處理的結果要求

1)徹底消除整個粉質黏土層的欠固結性和非自重濕陷性;2)強夯處理后，地基承載力特征值不小于150 kPa;3)強夯處理后，土體壓縮模量不小于6MPa;4)強夯處理的有效加固深度不小于4 m。

4 地基處理施工參數設計

4.1 地基處理分區加固的原則

按招標文件要求，由于場地內各建(構)筑物的使用性質和荷載情況不同，且場地地形復雜，因此對場地的地基處理需要劃分為不同的區域，對不同區域采用不同的地基處理方法。總體原則是:依據現場施工情況，對整個場地采用低夯擊能一次性夯擊處理，起夯面從設計場平標高開始。

4.2 本方案地基處理施工參數選取

采用3 000 kN?m能級，根據設備情況，能級組合見表1。

表1 強夯能級組合一覽表

5 施工概況

采用兩遍主夯+一遍滿夯的工藝。

主夯，能級采用3 000 kN?m，夯點按 5 m×5 m正方形布置。第一遍主夯點完工后，整平場地，進行第二遍主夯點施工，最后將場地整平完成滿夯施工。單點夯擊次數6擊～10擊，最后兩擊的平均夯沉量不宜大于50 mm，兩遍主夯間隔時間按3周～4周進行控制。兩遍主夯滿夯，能級為1 500 kN?m，錘印搭接 1/4，每點擊數為3擊，1遍完成。施工過程中有專人負責強夯參數的監測，詳細記錄各項參數和施工情況。

本場地從2009年8月開始試夯，2010年4月底全部完工，施工效率平均為180錘/臺班，每個工作班處理面積約260 m2。

6 地基處理效果簡要分析

強夯法處理地基，能否達到預期的效果，要靠施工后測試檢驗來證實。本工程地基處理的檢驗方法主要是取樣法、觸探法和載荷試驗法。

6.1 夯沉量

正式施工時，強夯參數與試夯基本相同，整個場區東部夯沉量為0.9 m～1.2 m，西部夯沉量為0.7 m～0.9 m，平均為1.0 m。

6.2 有效加固深度和土體壓縮模量

經檢測報告提出，強夯的有效加固深度大多不小于4 m，但也有個別檢測點的影響深度在3.5 m。整體效果雖然不完全滿足設計要求，但承載力和土體的壓縮模量滿足設計要求，經專家對本次強夯效果的綜合分析評價，認為強夯處理后的地基基本達到預期效果，可在地基土上建廠。

6.3 夯后地基的濕陷性

經強夯處理后取樣檢測，土層的濕陷性系數基本小于0.015，但也有幾處土層的濕陷性系數大于 0.015，最大值為0.017，檢測報告給出評價，經強夯處理后整個場地的濕陷性基本消除。

6.4 夯后地基承載力

根據強夯處理后地基土的主要物理力學指標及有關原位測試結果，可知強夯加固范圍內地基土的承載力普遍提高，各主要建筑物的地基土承載力基本滿足設計要求，但也有極個別相對偏低區域，原因是強夯時出現“橡皮土”的地段，對此地段已采取了挖除后換以3∶7灰土墊層的處理方法。

7 強夯施工的幾點體會

1)強夯施工時應提前對場區土進行取樣，以掌握土體的含水量，根據經驗，土體的最佳含水量在15%～20%，對不滿足或嚴重超標的含水量，應采取必要的施工措施，為強夯施工后收到較好的效果提供必要的基礎條件。2)強夯施工時每遍的間歇時間應根據現場的實際情況進行調整，如對于黏土層，規范規定強夯時兩遍的間歇控制在3周～4周，如天氣晴朗干燥，可在10 d～15 d進行下一遍施工，即可收到較好的強夯效果，如在雨季，可適當延長間歇時間，可按5周～6周進行控制。3)強夯施工如果是在冬季，施工時土體表層的凍土層不宜超過5 cm，如超過5 cm時建議將表層土體清除，施工時錘擊數可根據情況增加1擊～2擊。

[1] 曾 暉，劉曙光.擊實試驗在強夯加固地基中的應用[J].山西建筑，2009，35(8):105-106.