強夯法施工工藝比較分析

（身份證號碼： 370685198209064432）

強夯法施工工藝比較分析

閆清衛

（身份證號碼： 370685198209064432）

強夯法即強力夯實法，又稱動力固結法。指的是為提高軟弱地基的承載力，用重錘自一定高度下落夯擊土層使地基迅速固結的方法。適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。本文通過不同的試夯工藝對三個夯區分別進行試驗。通過試驗，根據測試成果和場地的巖土工程條件綜合分析，得出適用于本場地條件的最優方案。

強夯法；軟弱地基；承載力；試夯工藝

1 、研究區域地質環境條件

1.1 地形地貌

本工程位于山東省東部丘陵地帶，地勢高低起伏，本場地勘測范圍之內地面標高80.7～105.0m，由數個剝蝕殘丘組成，高處為剝蝕殘丘，低洼處為山間梯田。

1.2 地層分布

場地地基土特性分層描述如下：

①素填土：人工堆積而成，主要分布在田壟、民房周圍等局部地段，成份主要為粉質黏土，可塑，濕，均勻性差。

②粉質黏土：褐黃色～褐紅色，濕，可塑～硬塑狀態，層底部混少量碎石。

本層土在場地內大部分地段均有分布，厚度變化較大，一般溝谷地段厚度較大，殘丘地段厚度較薄。本層層厚一般為0.3～6.5m，平均厚度為2.08m，地層層面基本隨地形起伏變化，層底面高程變化范圍較大。

③碎石：沖洪積成因，密實狀態，棱角狀，粒徑一般2～4cm，粒間充填較多粉質黏土，碎石巖性為泥質砂巖和細砂巖。實測重型動力觸探試驗錘擊數N63.5平均值為18.1擊。

該層僅在溝谷內的局部地段有分布，厚度一般0.5～1.2m，平均厚度0.79m。

④泥質砂巖：根據風化程度的不同分為強風化和中風化兩個亞層。

④1層強風化泥質砂巖：紫紅色，巖芯呈碎塊狀，節理裂隙發育，巖石層理明顯，泥質膠結，層面有黑色鐵錳質渲染，巖石抗風化能力差，遇水易軟化，長時間暴露在空氣中后強度迅速變低、易碎。

④2層中等風化泥質砂巖：紫紅色，巖芯主要呈長柱狀、短柱狀，巖石完整性較好，該層巖石中局部地段夾粉砂巖夾層，青灰色，強度度較高，完整性較好。本次勘測未揭穿該層。

2 、試驗方案設計

根據勘測資料，地面高程一般為80.7～105.0m。根據站址總平面布置圖，當站址的初平標高為88.90m時，場地大部分地段為填方區，最大填方厚度約9.3m，需進行地基處理。結合當地經驗及相關資料綜合分析，本場地擬采用強夯法進行處理。

2.1 試驗目的

（1）通過現場試驗確定強夯處理回填土的適用性和處理效果，確定強夯的施工參數。

（2）檢測強夯對填土地基的加固效果，確定強夯后地基的物理力學參數及地基承載力特征值。

（3）確定回填土強夯檢測方法及參數，為場地強夯檢測提供技術依據。

2.2 強夯試驗工藝設計

2.2.1 回填料

回填料采取“就地取材”的原則，從挖方區開采，挖方土石料主要成份為強風化以及中等風化的泥質砂巖。回填料土石比例控制為2:8，大塊石填土材料最大粒徑不應超過400mm，且回填土應充分拌勻，保證級配良好。堆填時分層厚度不大于1m，采用推土機推平，用不小于20t振動碾壓機，碾壓一遍，確保場地須堅實平整，能滿足大型車輛行走的要求。

2.2.2 處理深度

考慮到站址區內自然地面高程為80.7～104.0m，試夯區內虛填厚度4m～5.5m，經強夯處理后的厚度在3.5m～4.5m。

2.2.3 夯擊能選擇

根據以往工程經驗，結合本場地的地層性質及處理厚度，本次強夯試驗夯擊能選擇如下：

主夯點：采用5000kN·m單擊夯擊能，擬夯8擊～12擊，實際夯擊次數按實測最后兩擊的每擊夯沉量不大于100mm控制。

間夯點：采用3000kN·m單擊夯擊能，擬夯8擊～12擊，實際夯擊次數按實測最后兩擊的每擊夯沉量不大于50mm控制。

滿夯：采用2000kN·m單擊夯擊能，滿夯2遍，每遍夯3擊。

2.2.4 夯點布置

本次試夯采用三種施工工藝，分三個夯區分別進行試驗。

第一試夯區：主夯點距6.5m，填土的虛填厚度5.5m。主夯點布置5排，每排4～5個夯點，主夯點成正三角形布置，每個主夯點周邊布置6個間夯點，間夯點在小三角形的形心處。

第二試夯區：主夯點距4.5m，填土的虛填厚度5.5m。主夯點布置7排，每排6個夯點，主夯點成正三角形布置，無間夯。

第三試夯區：主夯點距5m，填土的虛填厚度5.0m。主夯點布置5排，每排5～6個夯點，主夯點成正三角形布置，無間夯。夯點布置圖見圖1。

圖1 各夯區夯點布置圖

3 成果分析

本次強夯檢測采用平板載荷試驗、重型動力觸探試驗及原位密度試驗等多種檢測手段進行綜合檢測分析。

強夯施工后，分別在每個試驗區布置了3個載荷試驗點、6個重型動力觸探孔和3個原位密度試驗。檢測點布置示意圖見圖2。

圖2 檢測點布置示意圖

3.1 平板靜載荷試驗成果及分析

根據載荷試驗結果，9個載荷試驗點的p～s曲線均接近直線，無明顯的比例界限和陡降段，地基承載力特征值取s/b=0.01，即s=14.15mm對應的荷載，并且不大于最大加載值的一半。各試夯區承載力特征值統計見表1。

表1 試夯區平板靜載荷試驗特征值統計表

各試夯區的三個試驗點的承載力特征值，均滿足極差不超過平均值的30%的條件，因此各試夯區承載力特征值取其平均值。第一試夯區承載力特征值為341kPa；第二試夯區承載力特征值為338kPa；第三試夯區承載力特征值為339kPa。本次試驗3個試驗區的平板載荷試驗結果均不小于設計要求150kPa，但是載荷試驗的影響深度有限，而強夯回填土從作用機理和動力觸探結果可知，下部的強度明顯小于上部的強度，結合以往工程經驗以及現場回填土分類，強夯處理的回填土地基承載力特征值推薦取200kPa。

3.2 重型動力觸探成果及分析

根據強夯施工資料，試夯區回填土虛填厚度總體為3.5m～5.5m，夯后填土厚度大多在3.0 m～4.5m，個別地段可達5m。由于現場回填土質條件限制難以做連續動探，本次試驗采用預鉆孔再做動力觸探，每米深度鉆孔0.7m開始做動力觸探試驗3次，連續貫入3個10cm。動探試驗深度至原土層為止。

在動探擊數取值方面，考慮到鉆孔后孔內虛土影響，檢測孔內各深度動探擊數取后2個10cm動探擊數平均值。各試夯區動力觸探擊數結果統計見表2。

表2 動力觸探結果統計表

區域劃分項目 各檢測點動力觸探擊數N63.5（擊）區110.7～1.02723222122232123121.7～2.02017121725192119 132.7～3.01215161620152016 143.7～4.01412141112131513 154.7～5.01616

分析上表可以看出三個試夯區在回填土深度范圍內均呈現出，上部錘擊數高，往下依次呈遞減趨勢；另一方面，三個試夯區土層均已達到中密狀態，尤其在上部2m范圍內錘擊數基本上不低于20擊，達到密實狀態。

3.3 原位密度試驗成果及分析

原位密度試驗采用灌水法，每個試夯區布置原位密度試驗各三個。密度試驗結果及壓實系數見表3。

表3 原位密度及壓實系數統計表

據上表，三個試夯區各測點壓實系數均大于0.95，滿足設計要求。其中第一試夯區的壓實系數大于其他兩個，反映出采用第一試夯區的施工參數，對夯后地基土的加密效果較好。

3.4 強夯處理后填土的物理力學指標

通過采用原位密度試驗、重型動力觸探試驗和載荷試驗等多種檢測方法對強夯后的回填土進行檢測，并結合以往工程經驗，提出經強夯處理的回填土的物理力學指標推薦值見表4。

表4 強夯處理后回填土主要物理力學性質指標推薦值

4 結論

通過本次試驗，根據測試成果和場地的巖土工程條件經綜合分析，可以得到以下結論：

（1）本次強夯試驗區具有代表性。

（2）檢測結果表明三種試夯方案的夯后地基均滿足壓實系數0.95、承載力特征值滿足150kPa的設計要求。

（3）檢測結果表明三種試夯方案對于本區回填土是適宜的，并且加固效果良好，并且第一試夯區對地基的加固效果稍好于其它兩個區。

TU75

：B

1007-6344（2017）08-0234-02