高能級強夯置換在軟基處理中的應用

李健華　程路

摘 要：論文介紹了高能級強夯置換在某港區地基處理中的應用實例，對各種不利因素情況下的強夯參數及工藝、技術方法等進行了研究，對出現的各種質量問題進行了總結。

關鍵詞：高能級強夯置換；軟土處理；質量控制

中圖分類號：TV223 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2018）4-0049-02

1 前言

隨著近年來施工工藝與施工機械的不斷改進，各種大型工業建筑物不斷地出現，對地基承載力的要求也越來越高。高能級強夯置換處理軟土地基法因此得到廣泛應用，因其施工工藝與強夯法相似，固也是強夯法加固軟土地基的一種衍生方法。在強夯置換過程中，土體結構破壞，但隨著時間的增加，土體結構強度會得到恢復。粒料墩一般都有較好的透水性，使土體中超孔隙水壓力消散，產生固結。強夯置換解決了強夯的局限性，兩種方法相結合，得到了越來越多的應用。

本文以壽光港液化品油罐區工程地基處理為例，針對性地進行高能級強夯置換處理粉土地基的研究，主要內容如下：

2 工程實例

2.1 工程概況

以壽光港液體化工儲運項目成品油罐區工程地基處理為例，項目主要建筑包括2座5000消防水罐、16座7000油罐、綜合辦公樓、變電所、消防泵房、消防車庫及控制室、汽車裝卸車臺等構筑物。施工處理場地土質以粉土和粉質粘土為主。

2.2 設計標準

對于消防水罐和油罐，設計定為15000KN·m高能級強夯置換施工。設計工藝如下：

第一遍15000KN·m能級強夯夯點以12m為半徑圓形布點，在靠近罐直徑邊緣的位置局部調整夯點位置，確保第一遍置換點全部位于儲罐中心位置及環墻基礎下；

第二遍15000KN·m能級強夯夯點為第一遍夯點中間布點。收錘標準：最后兩擊的平均夯沉量不大于30cm；

第三遍8000KN·m能級強夯置換，夯點為第二遍夯點正中間插點，正方形布點，夯點間距5.3m；收錘標準：最后兩擊平均夯沉量不大于20cm；

第四遍4000KN·m能級強夯，夯點為第三遍夯點中間插點，正方形布置，夯點間距5.3m。收錘標準：最后兩擊平均夯沉量不大于10cm。滿夯能級為1500KN·m，每點兩擊，夯兩遍，夯印要求搭接1/3面積，滿堂處理。第四遍點夯以及滿夯為低能級施工，本文不做討論。圖1為高能級強夯置換布點圖

2.3 施工工藝

2.4 施工質量控制

（1）正式施工前，應進行試夯試驗以確定單擊能夯點的夯擊次數等參數。

（2）開夯前應檢查夯錘的質量和落距，以確保單擊夯能符合設計要求。

（3）在夯擊前，應對夯點放線進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發現偏差及時糾正。

（4）按要求檢查每個夯點的夯擊次數，每擊的夯沉量。

（5）施工過程中，應對各項參數及情況進行詳細記錄。

（6）施工后，綜合分析測量記錄，然后做出初步評價，并進行總結。

2.5 出現的問題及解決措施

2.5.1 墩長達不到設計墩長

2013年1月進行試夯區高能級強夯施工，試夯區表層0.8～6.5m內為素填土，素填土以下為粉土和粉質粘土。由于降雪天氣，試夯區場地含水量較大。當填料厚度不超過夯坑深度的1/3時，出現吸錘現象。為保證施工的正常進行，將第一次填料填滿夯坑，之后填料厚度為夯坑深度的1/2～2/3左右。同時，進場石料含泥量、含水量偏大，且天氣較冷，石料結凍。為保證強夯質量，停錘控制標準改為：倒數第三擊夯沉量不大于40cm，最后兩擊平均夯沉量不大于30cm。檢測結果為：夯點承載力達到設計要求，但墩長和處理深度略小于設計要求。

在3月份正式施工時，場地施工條件和石料質量均有所提高，為保證墩長和處理深度均達到設計要求，第一次填料厚度為夯坑深度的1/2左右，之后填料深度為夯坑深度的1/3左右。同時，停錘控制標準改為：最后兩擊的平均夯沉量不大于20cm，且夯點累計夯沉量不小于9米。檢測結果為：所有處理場地承載力滿足設計要求，有效加固深度大于10m，也均滿足設計要求。

原因分析：①強夯置換施工時，一次填料較多，施工過程中只能對置換料和軟基起到擠密和壓縮作用。②軟基側向約束力小，施工時置換料向兩側擠出，無法送料至設計深度。

防治措施：盡量減小一次填料的厚度。夯坑填料堅持“少喂料，喂好料”的原則，每次填料厚度不超過夯坑深度的1/3～1/2。

2.5.2 夯擊過程中出現夯錘歪斜，造成夯擊能損失

夯錘在下落過程中，錘體傾斜，夯擊能損失；同時，在一個夯點的多次夯擊過程中，脫錘時脫鉤器擺動較大，導致夯錘落點出現偏移，處理面積加大，處理效果變差。

原因分析：脫鉤器不靈敏，掛鉤與夯錘吊鉤間的摩阻力大，脫鉤時造成夯錘偏斜落下。夯錘為柱錘時，重心較高或重心偏離軸線，造成施工時出現夯錘偏斜。夯坑內填料面為斜面，填料不密實。

防治措施：①改善脫鉤器，保證脫鉤靈敏，定期在掛鉤和夯錘吊鉤處涂抹潤滑油。②更換符合要求的夯錘。定期清理夯錘透氣孔。③夯坑填料時，保證填料體積相對均勻，填料后，對填料平面進行整平。同時，在提錘前，使用夯錘輕壓填料面，保證填料的密實。

2.5.3 石料質量不佳導致處理效果差

2012年12月降雪較多，石料含泥量、含水量大，石料結凍，在強夯置換施工過程中，夯坑吸錘，強夯置換效果較差。2013年3月進場石料多為針片狀，在施工過程中，夯坑多次填料，仍達不到停錘標準。同時，在使用鏟車填料過程中，鏟車對夯坑周邊碾壓，導致周圍土體塌落，夯坑內泥土增多，影響置換效果。

防治措施：①在施工前，對強夯場地內的雪進行清除。在填料時，將石料表面雪層清除，對石料進行篩選，盡量選用未結凍的石料。②禁止使用強度較低的針片狀石料。③在使用鏟車填料過程中，鏟車距離夯坑一定距離時便傾倒石料。由于夯坑較大，需填料次數較多，禁止在同一地點多次填料，以減少對夯坑周圍土體的碾壓。

2.5.4 雨季對強夯置換的影響

2013年5月陰雨天氣較多，施工現場低洼處出現積水，部分夯坑內出現少量積水。

防治措施：①在施工現場周圍開挖排水溝，保證場地內排水通暢，防止場地外的積水匯流到施工場地內。②隨時掌握天氣情況，降雨前用壓路機碾壓場地，特別是夯坑已回填的場地，防止雨水下滲。對于場地低洼處或夯坑內積水，應立即用污水泵排出，防止場地或夯坑長時間浸泡。③降雨后，不應立即強夯施工，地表無積水條件下晾曬2天后，主夯和原點加固夯施工方可進行；晾曬3天后，滿夯施工可進行。

2.6 質量檢驗

檢查施工過程中的各項測試數據和施工記錄，不符合設計要求時應補夯或采取其他有效措施。強夯置換施工中可采用超重型或重型圓錐動力觸探檢查置換墩著底情況。檢驗墩直徑與深度應符合設計要求。

強夯處理后的地基竣工驗收承載力檢驗，應在施工結束后間隔一定時間方能進行，對于粉土和粘性土地基可取14～28d。強夯置換地基間隔時間可取28d。

強夯置換后的地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用除單墩荷載試驗檢驗外，也應采用動力觸探等有效手段查明置換墩著底情況及承載力與密度隨深度的變化。

竣工驗收承載力檢驗的數量，應根據場地復雜程度和建筑物的重要性確定。對于場地上的一般建筑物，每個建筑地基的載荷試驗檢驗點不應少于3點；對于復雜場地或重要建筑地基應增加檢驗點數。強夯置換地基載荷試驗檢驗和置換墩著底情況檢驗數量均不應少于墩點數的l%，且不少于3點。

3 結語

本文通過對高能級強夯置換法在港區軟基處理中的實際工程應用研究，對施工工藝、參數確定、質量問題及預防措施等進行了總結，為同類型地基處理方法提供了一些參考。

參考文獻：

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