強夯置換加固施工法在冶煉廠在建工程施工中的應用研究

賀青山，龔福初，盧藝偉

（中國有色金屬長沙勘察設計研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

1 概述

強夯法于60年代末首次由L.Menard在法國發展起來的一門地基處理的方法[1-2]。強夯置換法是指利用強夯施工方法，邊夯邊填碎石在地基中設置碎石墩，在碎石墩和墩間土上鋪設碎石墊層形成復合地基以提高地基承載力和減少沉降的一種地基處理方法[3-4]。當前施工建設過程中，包括民用建筑建設、倉庫建設和鐵路路基建設以及飛機跑道建設等都不同程度應用到了強夯置換法。本文以湖南湘投金天鈦金屬有限公司高性能鈦板帶項目為例，介紹了強夯置換加固施工方法，加固后，人工填土地基土強度及變形指標滿足設計要求。

2 工程概況及設計技術要求

湖南湘投金天鈦金屬有限公司高性能鈦板帶項目位于長沙市工商職業技術學校西南面。場地原始地貌單元屬殘丘緩坡—山間洼地，場地地形起伏較大，呈北高南低，東高西低之趨勢，原為苗圃、水塘、菜地等，根據設計地坪標高進行土石方整平后，上部人工填土、植物層、淤泥質土等軟弱地層最大厚度達12.0米，且土質不均，結構松散，為改良場地內填土區的工程性能，為便于樁基和基坑的開挖施工，消除填土固結沉降對基礎或樁基礎產生的負摩阻力，防止施工后室內地坪、道路和地下管線產生不均勻沉降，同時滿足地面堆載的要求，特對填方區進行強夯或強夯置換加固處理。

根據招標文件及圖紙技術要求，場地經強夯處理后，圍墻、冷軋車間的外墻范圍3m寬內人工填土承載力特征值≥150MPa，其余人工填土承載力特征值≥120MPa，壓縮模量不少于5MPa；道路路基部位人工填土回彈模量不小于30MPa，有效加固影響深度大于等于人工填土及淤積淤泥質粉質粘土層厚度。

3 強夯施工要求

3.1 強夯機具與設備

起重設備：W50履帶吊車（或其它型50t履帶吊）；夯錘：圓臺形夯錘，錘重不少于15噸，錘底靜壓力不少于45kPa；自動脫鉤裝置。

3.2 強夯參數

（1）強夯總面積：91460m2；2）夯點布置：按間距4m梅花型布置；3）單擊夯擊能：2000KN·m；4）有效加固深度：加固深度修正參數采用經驗值取0.5，故有效加固深度H=0.5=0.5（200）1/2=7m（滿足加固深度要求）；5）夯擊次數：6～10擊；6）收錘標準：①最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm；②夯坑周圍的面隆起不應大于1/4夯沉量體積；③不因夯坑過深而發生提錘困難；7）滿夯：點夯完成后，用推土機推平夯坑，采用低能級（1000KN·m）能量進行一遍滿夯（每點兩擊），道路部分兩遍滿夯（每點肆擊），相鄰夯點夯印搭接1/3以上。

4 強夯施工概況

4.1 施工步驟

（1）場地平整：強夯施工前對高性能鈦板帶項目公輔設施、倒班宿舍、就餐廳、預留場地范圍的場地降標高土方及場地平整。土方工程降標高范圍、分區及土方量均由建設單位委托長沙博通工程技術有限公司派測量班組全程進行了測量監控，本次場地平整實際完成總挖方量56653.6m3。

（2）測量放線與地面標高測量：由專職測量工程師利用場地北面麓松路GPS控制點WR-826（X=103238.298，Y=37109.032，H=59.716）和 WR-828（X=103308.434，Y=36638.505，H=70.85）的坐標及高程，采用Nikon350型全站儀極坐標法施放各強夯區邊界線及夯點，以紅膠帶裹土標設夯點，放點誤差不得超過50mm，并測得夯區的夯前標高，每次放點后報監理部、業主現場驗收合格后方進行夯點施工。

（3）本次強夯施工工藝流程為：本次強夯施工是分區進行的，其施工工序如下：夯機就位，對準夯點→測量夯前錘頂標高→夯錘起吊至預定高度，脫鉤自由下落夯擊→測量錘頂標高→夯擊完成該點的第一遍點夯→重復上述步驟依次對設計夯點進行第一遍點夯→夯坑回填（A區用推土機將夯坑填平；B、C區置換區采用置換材料回填）→測量當孔隙水壓力消散至初始標高時開始第二遍點夯→采用低能量進行滿夯，將地表層松土夯實，并測量夯后場地標高。

4.2 施工質量控制措施

（1）強夯施工所用的夯錘錘重均在建設單位現場代表及監理工程師的見證下過磅，落距采用鋼尺測量，A區單點夯擊能為2000kN·m，B、C區單點夯擊能為3000kN·m，滿夯單擊夯擊能為1000kN·m，滿足各強夯區的夯擊能要求。

（2）在強夯前與強夯后對地下水位進行觀測比較，確保在地下水位恢復到正常水位后再進行第二遍強夯。

（3）夯擊遍數與夯點間距：進行兩遍點夯和一遍滿夯，A區夯點間距按4.0m×4.0m，單點夯擊實際擊數為6～10擊；B區夯點間距按4.0m×4.0m，單點夯擊實際擊數為15～20擊；C區夯點間距按4.0m×4.0m，單點夯擊實際擊數為18～22擊。點夯時需滿足最后兩擊的平均夯沉量不能大于50mm，且夯坑周圍不能有過大的隆起。滿夯單點擊數不少于兩擊，相鄰夯點夯印搭接1/3以上。

（4）各夯點在施工圖上進行編號標識圈注，防止出現錯位與漏夯。

（5）及時準確記錄每一夯坑每一夯擊的沉降量，計算出總夯沉量。

（6）對夯坑及時回填，防止夯坑內積水和地表水下滲。

5 總結

（1）在施工過程中，嚴格按照我公司質量、環境與職業健康安全管理的要求進行施工管理，工程質量可靠，環境保護良好，未發生安全事故。安全文明施工方面，貫徹“安全第一、預防為主”的方針，進入工地勞保用品做到了穿戴整齊，特殊工種做到了持證上崗；加強施工組織管理，協調好交叉作業各工序之間的關系。推行施工現場標準化管理，對施工現場所有人員進行文明施工教育，執行上級的現場文明施工標準，結合本工程實際情況和特點制定了有針對性的規章制度，確保安全、文明生產。

（2）本次強夯質量檢測試驗根據建設單位、監理公司、設計院及檢測單位的協商意見，在強夯區進行了現場平板載荷試驗41處；進行了重型圓錐動力觸探試驗240.50m/38孔；進行了標準貫入試驗243次/38孔；采取了土試樣并進行室內土工試驗131件。根據檢測單位的高性能鈦板帶項目地基強夯處理工程檢測報告結果，人工填土①承載力特征值范圍介于120～240 kPa，壓縮模量范圍值介于5.8～8.0MPa；人工填土①-1承載力特征值范圍介于180～210 kPa，壓縮模量范圍值介于5.6～6.7MPa；人工填土①-2承載力特征值范圍介于150～210 kPa，壓縮模量范圍值介于6.9～8.8MPa；人工填土①-3承載力特征值范圍介于170～210 kPa，壓縮模量范圍值介于6.2～6.7MPa。強夯施工后地基土強度及變形指標滿足設計要求。

（3）由于本場地填土范圍大，存在不均勻性和差異性，建議對擬建建筑物及地坪道路設置一定數量的監測點，定期、系統的測量建筑物及地坪道路的變形，并及時反饋測量的信息，掌握整個工程的動態變化情況。

（4）建議在場地內設計完善的排水系統，避免場地積水，填土含水量過高，影響填土強度。