大厚度濕陷性粉土及粉質粘土場地強夯地基處理

李繼兵

（山西機械化建設集團有限公司 030009）

1　技術優勢

（1）強夯施工工藝具有成本低、進度快、加固效果好、不使用建筑材料、受天氣及氣候影響小等優勢，尤其對于處理高填方地基加固以及地基土的濕陷性方面具有極大的優勢，并可以很好的滿足大規模場地地基處理后的承載力要求，減少不均勻沉降等要求。

（2）對于大面積、高填方回填場地，強夯加固處理可以明顯提高地基土的密實度和地基承載力，減小地基的不均勻沉降，消除地基濕陷性，具有良好的經濟和社會效益，可為相同類別采用濕陷性粉土及粉質粘土作為地基的工程提供依據。

2　適用范圍

相同類型的主要采用濕陷性粉土和粉質粘土作為回填材料，回填地基原地面下部土層具有濕陷性需要進行消除的大面積高填方地基處理。

3　技術要求

強夯后地基承載力特征值不小于250kPa；壓縮模量不小于10MPa；壓實系數不小于0.95。消除場地地基范圍內土質全部濕陷性。

4　工藝流程及操作要點

4.1　施工工藝流程

場地清理→試夯施工→原地面強夯處理→分層回填施工→填筑體分層強夯→填方邊坡施工→夯后檢驗監測。

4.2　場地清理

4.2.1場地清理的必要性

濕陷性粉土地區場地地形由于水流重力沖切形成陡坡，由溝底至坡頂土層覆蓋厚度逐漸加大。如直接回填進行強夯處理，兩側溝壁因土層覆蓋逐漸加大，強夯需處理上層厚度逐漸加大，容易造成處理效果的不均勻，處理深度也達不到要求。同時強夯區與原地面不易搭接，原地面密實度不夠，存在濕陷性，比較松散，造成交接處應力突變。因此，施工前首先對陡峭的溝壁進行削坡減荷處理。

4.2.2兩側溝壁削坡減荷方法

強夯作業前先將溝壁兩側陡坡覆土至上而下逐階開挖成倒臺階形狀，臺階寬度不應小于6m，臺階高度及臺階上覆土厚度不大于8m。以便進行臺階強夯加固處理。溝壁兩側坡度較陡時，臺階寬度可以適當減少。

上部開挖臺階的余土可以回填至溝底，回填厚度及濕陷性黃土覆蓋厚度不大于6m。同時溝底回填后回填工作面面積隨著高度的增加而加大，便于強夯機械施工作業。

4.3　試夯

4.3.1試夯是指導大面積施工的關鍵環節

在施工前，應根據初步確定的參數提出試驗方案，在施工現場深溝原地面及填筑體上有代表的場地上選取一個或幾個試驗區，進行試夯或試驗性施工。試驗區數量應根據建筑場地復雜程度、建筑規模及建筑類型確定。

4.3.2試夯區的劃分及能級選擇

強夯試驗共分為原地面和填筑體2個試夯區進行，試夯能級分別為8000kN·m能級、6000kN·m能級，通過試夯對強夯施工參數如強夯能級、布點形式及間距、錘擊數、停夯標準等參數進行調整及確定。

4.3.3有效處理深度的選擇

以強夯的有效加固深度及設計要求的夯后地基承載力特征值為主要依據來確定回填厚度。考慮到高填方地基的整體性和穩定性，上層夯點的有效加固區域要延伸進下層一定深度，以形成有效的夯點位置加固區域在層與層之間的嵌固和咬合。

4.3.4夯擊數的確定

夯點的夯擊次數應根據現場試夯進行確定，且應同時滿足下列條件。

（1）最后兩擊平均夯沉量不大于以下數值：當單擊夯擊能小于4000kN·m時為50mm；當單擊夯擊能為4000～6000kN·m時為100mm；當單擊夯擊能大于6000kN·m時為200mm。

（2）夯坑周圍地面不應發生過大的隆起。

（3）不因夯坑過深而發生提錘困難。

（4）通過試夯，以驗證所采用工藝加固處理的可行性，確定回填厚度、最佳夯擊能、最佳夯擊數、夯坑間距、間隔周期、地面變形量等，用于指導大面積施工。通過試驗，可確定有效的影響深度、地基承載力特征值等。

4.3.5不同強夯能級的有效處理深度及工藝參數

通過試夯確定本工程不同能級強夯有效處理深度分別為：8000kN·m能級強夯加固深度為8m；600kN·m能級強夯加固深度為6m；經夯后檢驗試夯施工工藝參數能夠滿足設計要求。

4.4　原地面強夯處理

（1）原地面處理對高填方填筑體的工后沉降量、整體穩定影響巨大，做好原地面處理至關重要，尤其是當原地面土質存在濕陷性時，必須對原地面進行強夯處理，消除土質的濕陷性。

（2）處理方法：對場地進行平整，形成工作面后對原地面進行強夯處理。

（3）設計參數。

原地面采用單擊夯擊能為8000kN·m，采用6m正三角形布置，隔行分兩遍進行施工。夯擊數不小于15擊，，每遍夯完后將夯坑推平。停錘標準為最后兩擊平均夯沉量不大于100mm。加固夯采用4000kN·m能級，夯點位于第1、2遍主夯點位置，單點擊數7擊，停錘標準為最后兩擊平均夯沉量不大于50mm。滿夯采用2000kN·m能級，（擊數每點5擊），要求夯點與夯點搭接1/4d。

（4）原地面強夯操作要點。

①原地面強夯處理前應先徹底清除場地草皮，或有機質含量高的土層，以消除填筑體與原地基之間的軟弱夾層，保證填筑體整體穩定。

②原地面自然坡度陡于1：5時，將自然地面開挖成臺階狀、臺階寬度不小于6m。

③當原地面開挖的臺階較寬時，可直接進行強夯施工。當臺階較窄時，則需分層回填到該臺階標高時，才能進行原地面強夯處理。

④場地較平坦區的原地面強夯可成片施工，斜坡的強夯與削坡填土同步進行，隨著填土的逐層增高，原地面強夯漸次向高處推進。

4.5　分層回填施工

（1）回填采用分層堆填的方法，嚴禁進行拋填施工。

（2）分層填筑的厚度為2m左右，由于回填地基采取強夯加固，故分層填筑的填土層可用推土機簡單推平碾壓、滿足機械正常行走要求即可。

（3）強夯分層厚度為6m左右比較適宜，實際施工時考慮強夯夯沉量，可分3次填筑至6m虛鋪厚度即可。

（4）根據土的重型擊實試驗結果，確定回填土料的最優含水量，為取得最佳夯實效果，回填土含水量的控制，宜小于最優含水量2～4%。回填土的含水量小于10%時需采取灑水增濕措施。

5　填筑體強夯處理

5.1　強夯分層厚度的確定

以強夯的有效加固深度及設計要求的夯后地基承載力特征值為主要依據來確定回填厚度。考慮到高填方地基的整體性和穩定性，上層夯點的有效加固區域要延伸進下層一定深度，以形成有效的夯點位置加固區域在層與層之間的嵌固和咬合。根據試夯數據分層回填厚度為6m。

5.2　強夯參數

可參考濕陷性黃土的強夯參數在現場選取有代表性的區域進行回填土的試夯，待強夯結束一至數周后，進行檢測，并與夯前測試數據進行對比，檢驗強夯效果，最終確定回填土采用的各項強夯參數。

填筑體采用單擊夯擊能為6000kN·m，共分三遍進行施工，采用6m正三角形布置。第1、2遍采用6000kN·m夯擊能，夯擊數不小于12擊，每遍夯完后將夯坑推平。停錘標準為最后兩擊平均夯沉量不大于100mm。第3遍2000kN·m低錘滿夯，（擊數每點5擊），要求夯點與夯點搭接1/4d。夯畢用推土機推平場地。

6　填方邊坡施工

（1）高填方邊坡強夯施工時，由于強夯工藝的局限性，總存在夯擊不到的區域和強夯振松的區域，因而需要采用分層碾壓與強夯相結合的施工方法，最后形成合格密實的邊坡。

（2）邊坡分層強夯完畢后，將邊坡區域外側虛土層開挖，挖至強夯加固土層內后，按外側碾壓分層厚度挖臺階，臺階高寬比為1：2，并對外側區域進行分層碾壓施工，與強夯密實體進行搭接。

（3）考慮碾壓機械的影響深度，碾壓邊坡的分層填筑厚度不大于40cm。逐層碾壓至強夯標高后，碾壓區與強夯區域交接處進行搭接強夯施工，強夯布點形式為交接處兩側各布置一排夯點。搭接強夯將碾壓區與強夯區進行有效銜接，使之得到有效加固并使兩個區域連為一體。

（4）碾壓邊坡加寬部分的刷坡，可在每填高至1.5m左右時，采用挖掘機進行初步刷坡，清除加寬的余土。自下而上，依次進行。

7　夯后檢測及檢測

7.1　回填強夯檢測

回填強夯層檢測包括探井取樣、標準貫入度試驗和重型動力觸探試驗相結合的方法，評定出土層的承載力特征值、密實度和均勻性，測定出土的力學性質指標。最上層場平完成后還需進行載荷試驗，載荷試驗點布置應與上部建（構）筑物類型及施工分區相互結合，同時探井取樣、標準貫入度試驗和重型動力觸探試驗等檢測項目，其檢測點數量應按照標準加倍選取。

7.2　沉降變形觀測

在填筑體施工中期及后期，按照沉降變形觀測要求，設置沉降觀測點，并定期進行沉降觀測，以評價填筑體的穩定、抗滑性。