強夯在海灘河道護岸結(jié)構中的應用

黃愛兵

強夯在海灘河道護岸結(jié)構中的應用

黃愛兵

強夯在海灘河道護岸結(jié)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(fā)出相應的沖擊波和力學反應，能夠?qū)⒑┖拥雷o岸結(jié)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(jīng)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(qū)為5944平方米；強夯置換與強夯塊石墩區(qū)共計為5078平方米，以上構成了強夯總面積；其余為現(xiàn)狀填石滿夯區(qū)，共計4941平方米。強夯試驗區(qū)現(xiàn)狀地表土層高程為4米至5米，根據(jù)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(xiàn)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(zhì)勘察

對施工場地進行土質(zhì)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(jù)

根據(jù)相關設計要求，本強夯項目的試驗依據(jù)報告或圖紙是深圳水務規(guī)劃設計院的《前海深港合作區(qū)雙界河水廊道工程地質(zhì)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(zhì)量檢測中心的雙界河《地基基礎鉆心結(jié)果快報》和《探地雷達監(jiān)測結(jié)果快報》，依據(jù)規(guī)范是《建筑地基處理技術規(guī)范》JGJ79-2012、《強夯地基處理技術規(guī)程》CECS279-201、《工程測量規(guī)范》GB50026-2007、《建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50202-2002和《建筑機械使用安全技術規(guī)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(nèi)容：

編號 設備名稱 型號 數(shù)量 生產(chǎn)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(shù)

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(shù)，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(jù)數(shù)據(jù)確定夯點間距、夯擊次數(shù)與遍數(shù)，做好最后兩擊的夯沉量、時間控制等設計施工參數(shù)；制定各類施工標準與質(zhì)量控制指標以及對后續(xù)進行全面展開強夯施工提供施工的數(shù)據(jù)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(shù)。

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(jù)設計要求的夯擊能進行塊石墩施工。

（4）夯擊次數(shù)與夯沉量關系

試驗段的強夯遍數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)的繼續(xù)增大，夯沉量呈現(xiàn)出斜率大致為-1的一次函數(shù)曲線，但是在35至36次時，會出現(xiàn)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(jù)設計院要求，對試夯區(qū)進行鉆芯法檢測、地質(zhì)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(jié)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(zhì)雷達檢測

探地雷達法檢測2個斷面和2個塊石墩，報告結(jié)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(jié)

為了能夠滿足設計試驗的要求，運用現(xiàn)場試驗段的強夯結(jié)果，進行分析后確定：在強夯遍數(shù)上利用的是四遍點夯以及兩遍滿夯相結(jié)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(shù)以每遍間歇7天時間為適宜，嚴格執(zhí)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(yè)時最少的夯擊數(shù)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(yè)時最少的夯擊數(shù)不少于49擊，最大不超過53擊。根據(jù)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(jù)現(xiàn)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(jié)語

強夯法實現(xiàn)了讓軟土基層迅速固結(jié)的目的，在一定的范圍內(nèi)對土壤的內(nèi)部形成巨大的壓力，使得土壤中的部分水分改變了性質(zhì)，即由吸附水變?yōu)樽杂伤淖兞送寥赖脑薪Y(jié)構，例如土壤裂痕，該裂痕使得新產(chǎn)生的水分從土壤中析出，土壤內(nèi)部重新固結(jié)，能夠讓土壤的強度得到提高。根據(jù)本工程的實際實施情況及數(shù)據(jù)分析后可以得到：采用強夯法處理在海灘河道護岸結(jié)構，實現(xiàn)了讓軟土層的結(jié)構密實的目標，對在海灘河道護岸結(jié)構中可以進一步開發(fā)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）