強夯在海灘河道護岸結構中的應用

黃愛兵

強夯在海灘河道護岸結構中的應用

黃愛兵

強夯在海灘河道護岸結構中的應用方法一般是將一個重量在10噸到30噸的重錘從8米到20米處以自由落體的方式落下，在夯擊點上爆發出相應的沖擊波和力學反應，能夠將海灘河道護岸結構中的土壤密度增加，該方法是由法國的公司在上個世紀中期時使用，并在不久后傳入我國，由于該方法比較經濟便捷，因而得到了廣泛的應用。

一、工程相關資料

1.工程簡介

前海灣雙界河河口段（SJH0+000.00～SJH0+220.00）是本文描述強夯工程的地址，工程當中的進占堆填強夯置換區為5944平方米；強夯置換與強夯塊石墩區共計為5078平方米，以上構成了強夯總面積；其余為現狀填石滿夯區，共計4941平方米。強夯試驗區現狀地表土層高程為4米至5米，根據設計要求起夯面高程定在1米，回填2米厚塊石作為起夯面工作平臺，需要將現狀地表土層高程降至5米至6米，確保填石層厚度滿足工作面承載力要求和起夯面高程。

2.工程地質勘察

對施工場地進行土質勘察，顯示施工工地土層大致分為四類：第四系人工堆積層、第四系海積層、第四系沖洪積層、第四系殘積層和燕山四期黑云母花崗巖。

3.強夯試驗依據

根據相關設計要求，本強夯項目的試驗依據報告或圖紙是深圳水務規劃設計院的《前海深港合作區雙界河水廊道工程地質勘察報告》、《支護及地基處理設計總說明》、《支護及地基處理平面布置圖》以及深圳市建設工程質量檢測中心的雙界河《地基基礎鉆心結果快報》和《探地雷達監測結果快報》，依據規范是《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2012、《強夯地基處理技術規程》CECS279-201、《工程測量規范》GB50026-2007、《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB50202-2002和《建筑機械使用安全技術規范》JGJ33。

4.強夯試驗機械

本項目的強夯試驗機械設備詳見以下表格內容：

編號 設備名稱 型號 數量 生產廠家1 強夯機 N200A 1 三一2 水準儀 DS32 1 天津3 異性夯錘 直徑1.1m 1 （公司庫存）4 圓形錘 直徑2.2m 1 （公司庫存）5 裝載機 H50PXG951III 1 廈工機械6 推土機 PC200-6 1 進口小松山7 挖機 PC200 2 進口小松山8 運輸車輛 重型汽車12.4t 6 華菱之星9 全站儀 NTS-312R 1 南方

二、工程相關解決辦法

1.強夯試驗目的和設計試驗參數

強夯試驗目的是要探明地基的有效加固深度、處理之后的地基土層承載力與變形指標、計算出合理的夯擊參數，例如尺寸和落距，為項目做好基礎準備；核實并校準在強夯后的場地的沉降量或抬升量，以此來計算出合適的起夯面標高，根據數據確定夯點間距、夯擊次數與遍數，做好最后兩擊的夯沉量、時間控制等設計施工參數；制定各類施工標準與質量控制指標以及對后續進行全面展開強夯施工提供施工的數據支持。

2.強夯試驗施工

（1）點夯

1）在已平整好的塊石平臺上，用20噸壓路機強震碾壓10～15遍，使塊石棱角、空隙初步密實，放出第一遍夯點位置，并測量高程（高程為3米）。

2）強夯機就位，使夯錘中心對準夯點位置中心。

3）測量夯前錘頂高程。

4）將夯錘起吊到預定高度，待夯錘脫鉤自由落下后，放下吊鉤，測量錘頂高程，并及時對夯坑補料（夯擊3～6擊為一陣擊，形成夯坑后，夯坑深度不小于1.0米，及時回填石料整平，進行下一陣夯擊）。

5）重復步驟4，按設計要求完成一個夯點的夯擊。

6）重復步驟4、5完成第一遍全部夯點的夯擊。

7）清理擠出的淤泥。

8）用推土機推平夯坑，并測量場地高程，停歇7天時間，待超凈孔隙水壓力基本消失。

9）按上述步驟逐遍完成全部夯擊遍數。

10）點夯完成后場地測量高程在-0.5米～0米。

（2）滿夯

在點夯完成后的高程上回填塊石至0.000米標高，然后按設計要求滿夯兩遍，滿夯交工面高程為0.000米，點夯及滿夯過程始終輔以挖機清除擠出的淤泥。

（3）塊石墩

滿夯完成后，在0.000米上進行強夯塊石墩的施工，根據設計要求的夯擊能進行塊石墩施工。

（4）夯擊次數與夯沉量關系

試驗段的強夯遍數為六遍，其中第一遍至第四遍為點夯，其余兩遍為滿夯，在未夯擊時，夯沉量集中在3米至3.3米之間，在夯擊次數為10次以下時，夯沉量的變化非常不明顯，依然保持在3米至3.3之間，在夯擊次數為11至14次時，夯沉量有下降趨勢，下降大小在0至1米之間，隨著夯擊次數的繼續增大，夯沉量呈現出斜率大致為-1的一次函數曲線，但是在35至36次時，會出現一個夯沉量反常值，即夯沉量劇增1米左右，之后又急劇下降，對隨后的夯擊不構成影響，在40次夯擊之后，夯沉量基本為0，但更多的曲線需要達到夯擊48次時極為接近0米。

3.強夯試驗檢驗

根據設計院要求，對試夯區進行鉆芯法檢測、地質雷達檢測和復合地基載荷試驗檢測，以確定強夯塊石體的深度和擠壓范圍。

（1）鉆芯法檢測

鉆芯法檢測5個點，報告結果塊石體沒有著底，塊石體平均厚度（以±0高程往下）為7.0米，淤泥層平均厚度（以±0高程往下）為8.2米。

（2）地質雷達檢測

探地雷達法檢測2個斷面和2個塊石墩，報告結果為東西方向塊石體平均厚度為8m，長度為45m，南北方向塊石體平均厚度（0～8m長范圍）5.7m和（8～35m長范圍）7.7m，總長度為35m，1.4m塊石墩厚度為8.2m、8.3m。

（3）復合地基載荷試驗檢測

塊石墩復合地基3m×3m板載荷試驗檢測6個點，100Kpa地基承載力特征值對應的沉降量為1.26～6.62毫米，滿足設計要求。

4.強夯試驗段總結

為了能夠滿足設計試驗的要求，運用現場試驗段的強夯結果，進行分析后確定：在強夯遍數上利用的是四遍點夯以及兩遍滿夯相結合的施工方式，其中夯點之間的間距設定應為邊長4m的正方形同時要隔行隔點跳夯，強夯遍數以每遍間歇7天時間為適宜，嚴格執行后的項目確保了超靜孔隙水壓力基本消失；與此同時，考慮到設計要求方面，想要滿足設計要求，我們制定：每一點強夯作業時最少的夯擊數不少于39擊，最大不超過48擊，平均44擊夯為宜，對于塊石墩的每一點強夯作業時最少的夯擊數不少于49擊，最大不超過53擊。根據設計要求，每點夯的夯擊能不能夠小于4000千焦，滿夯不能夠小于2000千焦，對于塊石墩來說，應該滿足不小于6000千焦；夯錘起與錘吊的高度一定程度上受設備的影響，根據現場實際情況以及設備的存有量最后決定夯錘起與錘吊高度，依次為12.5米和18.5米，能夠保證夯擊能的能力。

三、結語

強夯法實現了讓軟土基層迅速固結的目的，在一定的范圍內對土壤的內部形成巨大的壓力，使得土壤中的部分水分改變了性質，即由吸附水變為自由水，改變了土壤的原有結構，例如土壤裂痕，該裂痕使得新產生的水分從土壤中析出，土壤內部重新固結，能夠讓土壤的強度得到提高。根據本工程的實際實施情況及數據分析后可以得到：采用強夯法處理在海灘河道護岸結構，實現了讓軟土層的結構密實的目標，對在海灘河道護岸結構中可以進一步開發利用該方法。

（作者單位：上海市基礎工程集團有限公司深圳分公司）