強夯法在加固地基工程的應用

鐘振楠+鐘振華

摘要：文章為強夯法加固地基的土工程實例，提供了強夯試驗數據，說明了強夯加固雜填土地基效果顯著，為類似的工程場地積累了一定的工程經驗。

Abstract： This paper provides the data of dynamic consolidation test by the example of soil consolidation with dynamic consolidation method. It shows that the effect of dynamic consolidation on miscellaneous fill foundation is remarkable， and has accumulated certain engineering experience for similar engineering site.

關鍵詞：強夯；回填土；地基承載力；動探

Key words： dynamic compaction；backfill；bearing capacity of foundation；dynamic exploration

中圖分類號：U655.51 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）32-0088-03

1 工程概況

某造船廠吊車平臺位于造船廠北部的海濱，地基是近兩年在濱海潮汐帶上回填而成的，由于回填土及其松軟，無法滿足工程需要，必須加固處理。

場地平坦，整個處理面積為24000m2（見圖1），根據勘察報告，原設計為灌注樁，由于回填土5m左右，較厚，且堆放過大量垃圾，施工困難。經過對已有地質資料的分析，決定擬采用強夯法加固地基，但無法確定強夯加固能否達到設計目的，故在場區內選擇區段做強夯試驗，試驗區如圖1。

2 場地的工程地質條件

2.1 地層

場地地基土的組成：①雜填土，雜色，場地內回填的物質成分很雜，主要有生活、工業、建筑垃圾及碎石土、砂土等。其中工業、建筑垃圾占回填料的50%以上。硬質物有磚塊、混凝土構件的碎塊、碎石及鐵物質。碎石主要是片麻巖和花崗巖的碎塊，硬質物的大小不均勻。厚度3.8-6.3m，平均厚度5.10cm。

②層沖填土：灰色、灰黑色，松散，呈泥漿狀、流塑狀，主要由淤砂、淤泥、礫石、卵石組成，為港內清淤充填而成。場區內普遍分布，厚度0.50-3.80m，平均2.02m。

③層細砂：灰黑色，飽和，松散-稍密，粘粒含量較多，顆粒級配一般，含有貝殼碎片及少量礫石。海積而成，一般厚度0.90-3.90m，平均2.89m；變異系數0.41；不均勻系數Cu=2.56；屬均勻的，曲率系數Cc=0.83，界限粒徑d60=0.194mm，水上休止角為37°，水下休止角為27°，內摩擦角為27.50°；f=100kPa。

④層粉質粘土：灰黑色，濕，軟塑-流塑，土質極為松軟、差，內夾少量生物貝殼碎片、略有臭味，含有大量的粉細砂、中砂等，局部接近淤泥和砂的混合土，標準貫入時自沉0.5-1.50m；海陸混合相沉積形成，厚度1.20-7.60m，平均3.96m。

土工試驗指標：含水率W=25.5%，重度γ=19.5kN/m3，孔隙比e=0.711，液性指數IL=0.79，壓縮模量Es=5.21MPa，內聚力c=12kPa，內摩擦角φ=13.6°。

⑤層粉土：灰黑色，灰色，濕，以粘質粉土為主，含少量貝殼碎片及云母碎片。厚度1.10-7.80m，平均厚度4.28m；土工試驗指標平均值如下：含水率W=23.4%，重度γ=19.9kN/m3，孔隙比e=0.633，液性指數IL=1.02，壓縮模量Es=7.43MPa，內聚力c=31kPa，內摩擦角φ=17.8度。粘粒含量一般值均>10%。

⑥層基巖：巖性以片麻云巖、片麻狀花崗巖等組成。按風化程度可劃分為全風化、強風化、中風化，各層均呈漸變過渡關系，風化界線不明顯，基巖面地，場區南高北低，起伏較大，最大坡度為15%。

2.2 水文地質條件

本區地下水系海水滲透形成，受潮汐影響，水位變化很大，最大可達3m/d，最高潮位時，地下水位埋深不足1m。

地基上需要承受組裝XT吊車平臺臨時載荷，因此需要加固表層5m厚的雜填土。設計要求加固處理后的地基承載力180kPa。

3 強夯參數的選擇和施工方法

3.1 單點夯擊能

已知加固深度D為5m，根據國內常用的公式得到單點夯擊能W·H為1417-2040kN·m（取K=0.35-0.42）。

W·H=10（）2

3.2 錘的靜壓力

夯錘靜壓力宜為20-40kPa，當靜壓力太大時，夯錘對地基土作用以沖切力為主；若靜壓力太小，使沖擊能對地基土的影響減少，達不到加固土的有效深度。本次試驗強夯錘采用圓形錘，錘的質量是10t，夯擊面積為3.5m2。

3.3 錘重與落距

根據地基回填土的填筑時間及土質的密實度，單位面積能量不變的條件下，確定夯錘的落距。若單位面積的能量取400kN·m，要獲得2000kN·m的夯擊能時，設計落距為14.0m。

3.4 最佳夯擊能的確定

為了確定最佳夯擊能即最佳夯擊錘數，在試驗區內開展如下工作：①埋設土壓力盒測出沖擊壓力和歷時。埋設深度分別為2.0m、4.0m、6.0m和7.5m。②埋設孔隙水壓管用以測量夯擊過程中孔隙水壓力的變化。埋置深度為3.0m，與夯點的距離為2.0m、3.0m、4.5m。③進行強夯深降觀測以測出每個夯點的每一擊夯沉量及總夯沉量、夯坑周圍的沉降量及夯坑的體積。

4 試驗成果

通過試驗，得到如下成果：

4.1 試夯區內夯擊數與歷時效果見圖2。

根據本次試夯所得曲線，確定最佳夯擊數都為10擊。

4.4 在試夯過程中，量測了夯間土的沉降量如表3所示

從表3可見，被夯擊的地面沒有隆起現象。根據夯坑的體積計算，其體積壓縮了約24%（在加固深度范圍內，夯坑體積與相應土體體積之比。本場地實際加固深度為6.00m夯坑平均深度為1.44m，面積按5.00m2計算，1.44/6=24%）。

檢測結果表明，夯后填土的強度大于設計要求的180 kPa。試夯檢測結果用重型（2）動力觸探做了夯前夯后對比，其結果如圖4所示。

5 結論

根據上述試夯結果，確定夯區的強夯參數及施工方法：選用10t的錘，底面積3.5m2，落距14m。強夯區擊數為10擊，影響深度5m以上均滿足180kPa的設計要求。

參考文獻：

[1]工程地質手冊[M].中國建筑工業出版社，1993.

[2]GB50021-2001，巖土工程勘察規范[S].中國建筑工業出版社，2009.

[3]GB50007-2011，建筑地基基礎設計規范[S].中國建筑資訊網，2009.endprint