淺談深地基強夯施工技術

劉銳

(福建省交集集團工程有限公司，福建 廈門 361009）

1 工程概況

某工程面積110000m2，原場地西側積水區，為使得場平設計標高，需進行填方處理。這個填方區內大多部分都在匯水區，地下水豐富，其最大填土厚度達到25m，并且由于坑底基巖裂隙水的向上補給，若不處理則會造成上面回填料含水率增大，無法達到強夯要求，因此該區域的地基處理難度極高。

本工程采用排水強夯處理技術來解決該區域25m深厚回填土地基處理難題，通過在回填土底部填筑碎石疏水層和設置降水井，利用碎石透水性強的特點，收集坑底地下水、基巖裂隙水以及回填土強夯產生的孔隙水并進行有組織疏排，解決了在深厚回填坑底地下水豐富以及回填料含水率高的強夯過程中的有效疏排水問題，為上部厚層土方回填創造條件；采用分層強夯法進行地基處理，并采用高夯擊能提高地基承載力，降低其壓縮性，縮短多遍強夯的間隔時間以便連續作業，縮短了施工工期，也提高了超厚回填土方在地下水豐富區域的強夯質量。

2 關鍵技術要點

2.1 坑中只需設置2個降水井，無需設置豎向插管降水網和外圍集水井即可抽排透水層中集積的滲透水，有效縮短工期，降低施工及維護成本。

2.2 回填料不受粒徑限制，可充分利用場地內的挖方回填，更有效節省能源和降低成本；可根據不同區域的地基承載力要求，分別采用強夯置換碎石，局部換填碎石等技術措施，優化設計的同時更經濟合理。

2.3 采用分層回填和二次強夯的方法,強夯處理深度可達25m，回填土表層回彈模量與強度高，工后沉降小，可有效保證地基基礎承載力。

2.4 坑底采用碎石填筑疏水層，利用其透水性強的特點，收集坑底地下水、基巖裂隙水以及回填土強夯產生的孔隙水，通過有組織疏排，保持地下水位低于碎石透水層，有效保證了上部回填土層的順利進行。

2.5 無需堆載預壓，工期短，更利于工期緊的現代工程。

2.6 降水井保留至后期土建地下室施工，為基底降水提供了方便，集水降水井還可保留作為后期園林綠化及景觀水體的水源，達到節約用水、環保的效果。

3 深厚地基排水強夯處理

3.1 強夯施工工藝流程（如圖1）

3.2 操作要點

3.2.1 坑底鋪設碎石透水層

a.將回填區域廢棄采石坑的積水抽干，并將坑底的淤泥、雜物清理干凈。b.在回填區坑底鋪設碎石疏水層，碎石粒徑5～15cm疏水層厚度視基底地形而定，高處不填，低處多填（該工程最厚處為2.5m），對滲漏地下水的基層必須用碎石疏水層覆蓋。c.碎石疏水層表面滿鋪土工布，相互搭接15cm，以防土料落入而影響排水效果。

3.2.2 土方回填

a.回填料要求

①回填料主要為場地內開山土石料，一般要求采用級配良好的碎石或塊石料，粒徑不超過50cm；②回填料雜質含量不得超過5%，耕植土、腐質土及建筑垃圾應清除；③建筑物下交工面宜采用碎石或塊石基層，其它地段交工面可鋪設1～2m厚碾壓處理的粘性土作為基層。

b.回填施工

①坑底距回填完成面標高最大填筑高度25m，坑底設計標高15.5m，第 1、2層（分層厚度控制在4～7m）分別填至設計標高33.0m和40.5m，每層填筑時先從前往后逐一堆置，回頭從后向前邊卸邊推平，注意表面應盡量平整，且必須保持不小于2%的坡度，并設置排洪溝，以利于排水。②回填按由坑四周向中心的施工順序進行，為適應強夯施工及滿足建筑物回填需要達到的條件，按每300m左右為一填筑段，回填作業連續進行。土方回填采取2種方案，堆土區一側采用大型推土機送土到坑邊，另一側采用挖掘機裝土，自卸車從一端繞運到位，做到兩側同時回填均勻上升。當土回填到每一層的設計標高后，均采用大型推土機推土到位。③在降雨前應及時壓實作業面表層松土，并將作業面做成拱面或坡面以利排水，雨后應晾曬或對填土面的淤泥進行清除，合格后方可繼續填筑。在整個回填過程中，設置專人保證觀測儀器與測量工作正常進行，并保護埋設的儀器和測量標志完好。④在堆土料場，不定期對土料進行含水量檢測，若含水率較高則需翻曬，達到要求后方可回填。

3.2.3 降水井安裝

a.降水井構造（如圖2）：采用f800、d=10mm的圓形鋼管，底部開成鋸齒形孔口，周邊開設f 30引水孔，呈梅花形布置，孔距在碎石透水層范圍為30cm在上部填土范圍為50cm；鋼管表面除銹和刷3道防腐漆，降水井外圍采用濾網包扎，濾網選用60目尼龍網布，防止碎石、砂土等堵塞孔眼影響排水效果。

圖2 降水井大樣圖

b.降水井設置：降水井從回填區坑底最低處至填土頂面連續設置，以便收集地下水及強夯過程中產生的土體孔隙水，在降水井內設置自動抽水泵將井內的水及時抽走。

c.降水井安裝：碎石透水層鋪設前，先安裝第1段鋼管（應高出透水層頂面），再根據上部地基分層回填厚度逐段安裝（每段均高出該層回填土頂面15cm為宜），直至安裝至填土頂高度。降水井在強夯地基完成后作為地下室施工期間的降水井，并保留作為園林綠化澆灌用水及景觀水體的水源。

3.3 強夯施工

a.試夯

①土方回填至設計標高33.0m，平整場地后進行試夯，以確定強夯參數。

②試夯施工完畢后，我司根據夯擊數～夯沉量關系曲線圖以及已往施工累積經驗為指導進行不間斷施工。在試夯臨近結束時，根據經驗自行分析數據，如試夯時無異常情況或異常數據，則按施工組織中機械設備的安排情況和場地強夯施工面的具備情況組織機械設備進場。設計單位確定最佳施工參數（見表1）后，組織正式的大面積地基強夯施工。

3.4 強夯施工

本項目25m厚回填區域分2層強夯，第1層作業面在設計標高33.0m處，點夯夯擊能為5000kN·m，夯點間距 6m×6m；第 2層作業面在設計標高40.5m處，點夯夯擊能為4000kN·m，夯點間距 5m×5m；滿夯夯擊能為2000kN·m。

a.點夯：采用高夯擊能，按設計要求測放夯點位置后，行走強夯機械到夯位，轉動機械臂使夯錘對正夯點，然后起吊夯錘（重20t）至自動脫鉤下落夯擊地基，重復上述步驟夯擊同一夯點，當夯擊達到收錘標準時，移動機械到下一夯點施工，直至完成全部點夯。點夯夯擊前，通過水準儀、塔尺測量夯點地面和錘頂標高，夯錘夯擊下落后再次測量，以記錄每擊夯沉量，測量時應測錘中心標高，每次夯擊均做好記錄。

b.滿夯：對點夯后的區域推平夯坑進行滿夯，行走機械到預定位置，調節好夯擊能后轉動機械臂使夯錘對正起始位置，起吊夯錘（重20t）至預定高度后自動脫鉤下落夯擊地基，達到設計錘擊數后，移動夯錘使將要施工夯點與已施工夯點搭接（不小于14夯錘底面積）后起吊夯錘進行夯擊。重復上述步驟直到夯完所有夯區，施工現場如圖3。

圖3 強夯施工現場

c.整平場地并測量夯后標高。

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3.5 強夯施工注意事項

強夯時，夯點應測放準確，盡量減小誤差，并盡量有規律有序夯擊，防止漏夯或偏差過大等，根據特殊情況可適當調整參數，以利于得到最佳夯實效果。如遇到異常現象應及時通知甲方、設計和監理各方共同研究處理措施。強夯時如遇到以下特殊情況應引起重視，包括：

a.夯點夯坑冒水：應立即停止該點夯擊，并下泵抽水，如果頻繁冒水，則表明場地地下水位高，地下水較豐富，將嚴重影響加固效果，應利用降水井把場地地下水降至強夯有效影響深度以外。

b.隆起過大：如果夯坑周圍土隆起過大，則表明土層含水量過高，土質太軟而使夯擊能量大部分未能向下傳遞而消耗在表層土中，達不到加固效果，此時應停止夯擊。

c.夯坑過深導致起錘困難：夯坑較深而又未明顯隆起，但又達不到收錘標準，此時應停止夯擊，記錄該位置，待空隙水壓力消散后再進行第2、3遍和其后各遍夯擊，直至滿足設計要求為止。

d.遇雨天應停止施工，并做好夯坑點及場地疏排水工作。

3.6 強夯后自檢

施工完畢后應及時自檢，根據自檢數據進行分析，評價夯擊效果，如發現問題應立即采取補夯或其它有效的補救措施。

結束語

本工程地基經強夯處理后，進行了瑞雷波試驗和平板載荷試驗，結果表明場地地基承載力均達到160kPa以上，滿足設計要求；地基變形模量最小、最大值分別為23.6，57.5MPa；基床系數最小、最大值分別為18.4，32.4MPa。根據建筑物建成后的沉降變形監測成果，15棟建筑物各觀測點最大累計沉降量37.24mm，差異沉降小于0.1%，滿足設計要求。該技術在建設工程中具有適應性并可實現工程的最大效益目標。

[1] 武幼波.論地基強夯處理[J].山西建筑，2008（34）.