淺議強夯施工參數的選擇與常見問題處理

■盧圣武

（福建省陸海建設管理有限公司，福州　350001）

淺議強夯施工參數的選擇與常見問題處理

■盧圣武

（福建省陸海建設管理有限公司，福州350001）

結合工程實例介紹了強夯法加固地基施工中，通過試夯及對試夯效果的分析，確定強夯施工參數的過程，并指出了強夯施工主要施工工藝控制要點與常見問題及處理措施，以指導現場施工。

地基加固強夯法試夯施工參數

1　概述

福州港羅源灣港區碧里作業區6#泊位陸域工程擬建場區原為海灘涂地，根據場地地勘報告揭露及使用要求的不同將陸域形成分為3個區，分別是吹填淤泥區、吹填砂區、回填開山石區。其中回填開山石區由于回填料級配差，回填厚度大（7～9m），所形成的場地疏松且不均勻，需對該地基進行強夯加固處理。處理后的場地作為碼頭生產輔助建筑基礎，要求地基承載力不小于120kPa。

本次強夯施工面積3.53萬m2，在大面積施工前，應進行試夯，根據試夯分析結果，指導大面積強夯施工。

2　試夯

2.1試夯目的

通過強夯試驗來驗證設計技術參數的實際效果，以確定強夯施工參數（包括單擊夯擊能、單點夯擊數、夯點間距、間歇時間等）和施工工藝；通過試夯分析來確定強夯的有效加固深度；通過夯后檢測來驗證強夯加固后的地基土承載力是否滿足設計要求。

2.2設計強夯技術參數

夯錘為圓形，底面半徑不小于1.0m。強夯按二遍點夯一遍滿夯，夯點布置為正三角形，每遍點夯間距4.5× 4.5m，每擊能量3000kN·m，每點夯擊數不少于10，每遍點夯的最后兩擊平均夯沉量小于5cm。兩遍點夯之間的間隙時間為7～10天。滿夯設備的能量必需具備每擊總能量1000kN·m，普夯要求錘印搭接，搭接面積不小于錘底面積的1/4。

2.3試夯區布置

在施工現場選取面積為30m×30m的場地進行強夯試驗，并按設計夯點間距進行布點。同時為監測試夯區周邊場地隆起及下沉情況，在試夯區四周四個角點各布置1組沉降標，各組均距夯坑中心2.25 m處開始，沿半徑方向每1m布置一個沉降標，每組均為8個沉降標，如圖1所示。

3　試夯效果分析

3.1單擊夯擊能

選擇中聯重科股份有限公司生產的ZTM300型履帶式起重機為施工機械，夯錘為重16.2t，直徑2.5 m的圓形平底錘，落距18.7m。

單擊夯擊能需根據要求的加固深度來確定。按照強夯法的提出者 Menard的經驗公式有效加固深度，其中α為經驗系數，M為錘重（kN），h為落距（m），取α=0.57計算H=9.87m，有效加固深度滿足強夯區地基加固深度7～9m要求，即單擊夯擊能3000kN·m滿足要求。

3.2夯擊數、夯沉量

通過對夯擊數與夯沉量的統計分析，可以從一個角度檢驗設計夯點間距、夯擊數及停錘標準是否合理。統計試夯區各點施工結果，發現要滿足最后兩擊平均夯沉量小于5cm，第一遍28個夯點中，18%的夯點夯擊數為13，63%的夯點夯擊數為12，其余夯點夯擊數為11；第二遍24個夯點中，92%的夯點夯擊數為13，8%的夯點夯擊數為12，與設計要求的每點夯擊數不少于10基本相符。夯點總夯沉量為1.89～2.63m，平均夯沉量2.38m，施工中未出現提錘困難情況。

3.3地表監測

記錄監測點所在夯點每次夯擊后的變形量。其中1#、2#為第一遍夯點監測組，沉降量從夯點由近到遠逐步減小：1#監測組沉降量從189.4mm遞減到1.1mm；2#監測組沉降量從261.5mm遞減到1.5mm。3#、4#為第二遍夯點監測組，沉降量從夯點由近到遠也是逐步減小：3#監測組沉降量從53.3mm遞減到4.1mm；4#監測組沉降量從19.3mm遞減到1.7mm。且在對4組監測點觀測過程中未見場地隆起，說明本次試夯施工對夯坑周邊擠密影響較小，夯擊能利用率較高。

3.4平面載荷板試驗

為檢測試夯施工效果，在試夯施工結束7天后，采用淺層平板（面積1m2）進行載荷試驗。試驗加載過程中地基沉降均勻，無明顯陡降，地基土的承載力特征值fak≥120kPa，滿足設計要求。

3.5確定施工參數

根據現場試夯及對試夯效果的分析，結合強夯施工相關規范與以往工程經驗，確定強夯施工參數。

（1）強夯施工按二遍點夯一遍滿夯組織；

（2）采用重16.2t，直徑2.5 m的圓形平底錘，單擊夯擊能3000kN·m，能滿足本工程設計要求地基加固深度；

（3）從夯沉量及對夯坑周邊土體的監測來看，試夯施工時夯點間距與布置是比較合理的，施工中按設計的正三角形布置夯點，每遍點夯間距4.5×4.5m，按隔行跳夯原則完成全部點夯施工；

（4）綜合夯擊數、夯沉量與場地監測結果，停錘按每點夯擊數不少于10，且最后兩擊平均夯沉量小于5cm進行控制，滿足現場施工要求；

（5）本工程強夯處理地基由開山土石形成，其滲透性較好，綜合考慮夯點間距等因素對地基土中超靜孔隙水壓力消散速率的影響，將兩遍點夯間歇時間調整為5～7天；

（6）滿夯施工每擊夯擊能1000kN·m，要求錘印搭接，搭接面積不小于錘底面積的1/4。

4　強夯施工工藝流程與主要工藝控制要點

4.1強夯施工工藝流程

清理并平整場地→測量放線、夯點定位→夯錘及起重機就位→點夯→測量記錄→夯錘、起重機移位到下一夯點→一遍夯夯后進行場地平整，間歇后開始二遍夯→場地平整，滿夯→進行地基承載力試驗。

4.2清理并平整場地

（1）夯擊前清理并平整場地，測量場地高程，確認場地達到強夯設計起夯面高程。

（2）查明強夯施工場地地下是否存在管線或構筑物，必要時應采取措施避免因強夯施工對地下設施造成損壞。

（3）根據場地條件在點夯前設置隔振溝。隔振溝的位置、坡度應根據現場土質情況確定。

4.3點夯

（1）測量夯前錘頂標高，將夯錘起吊到預定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量并記錄錘頂高程。重復夯擊，滿足單點夯擊數和夯沉量控制標準后，轉入下一點施工。

（2）施工中應確保自動脫鉤器轉運靈活，夯錘上升接近規定高度時，須加強觀察，防止因脫鉤器失靈夯錘上升過高而發生事故。夯錘落下后，在脫鉤器下降至夯錘鉤環頂前，掛鉤工不得提前下坑掛鉤。

（3）注意檢查并及時清除夯錘上粘土，嚴禁夯錘排氣孔堵塞，以防止產生氣墊效應，影響強夯施工質量。

（4）若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時將坑底整平；當坑內地基土因含水量過高或其它原因而吸錘時，應采取措施排除，不宜強行提錘。

4.4測量記錄

測量記錄工作應指派專人負責。在施工過程中，應認真測量并記錄每擊的夯沉量、每個夯點的夯擊次數等施工情況，在確保測量記錄真實有效的前提下，做到無遺漏、無重復。記錄人員還應注意觀察夯擊振動的影響范圍和程度，發現異常應及時暫停施工，進行整改。

4.5滿夯

（1）滿夯對加固表層地基土起著重要作用，施工時應精心組織，認真對待。嚴格按設計的夯擊能、錘印搭接面積、夯擊遍數組織施工，夯后測量場地高程。

（2）滿夯施工過程中應禁止重型車輛駛入，以免對地基土產生擾動，影響施工效果。

5　強夯施工常見問題及處理措施

5.1“彈簧土”現象

由于表層地基土中含水量較高，或兩遍點夯間歇時間不足，強夯施工過程中產生的超靜孔隙水壓力未消散，均可能導致現場出現“彈簧土”。

處理措施：采取開挖排水溝、設置集水井等方式降低場內地下水位；對“彈簧土”所在區域進行翻曬或開挖換填。5.2地基土強度不足

地基土強度不足會導致夯點夯擊數較大，但最后兩級平均夯沉量仍大于停錘標準，或夯坑周邊出現較大隆起。

處理措施：間歇一段時間后在夯坑內填入塊石，再進行點夯施工；經論證后調整單擊夯擊能和夯擊數。

5.3夯坑壁坍塌

夯點間距太小，會導致夯擊時夯坑上部土體被擠入已施打夯坑中，造成夯坑壁坍塌。

處理措施：更換小直接夯錘；必要時重新組織試夯，以調整施工參數。

6　結語

（1）通過現場試夯和試夯效果分析，選擇合適的強夯施工參數，即可保證施工效果，也可提高強夯施工效費比。

（2）影響強夯施工的因素較多，當出現不利于現場施工的情況時，應及時采取措施，改善地基土對夯擊能的接受能力，未經過充分論證不得隨意調整施工參數。

（3）地下水位對強夯施工影響較大，施工中應注意做好排水、降水工作。

［1］JGJ79-2002，建筑地基處理技術規范［S］.

［2］龔曉南.地基處理手冊［M］.北京：中國建筑工業出版社.2008.