強(qiáng)夯法在軟土地基處理中的應(yīng)用探討

李志睿

（山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)有限公司， 山西 太原 030009）

在土建工程中，地基處理是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其影響到建筑后期的施工和整體穩(wěn)定性，強(qiáng)夯法作為軟土地基常用的處理技術(shù)，需要對(duì)施工具體環(huán)境具體分析，然后按照相關(guān)工藝進(jìn)行施工，這樣才能讓地基施工快速、高質(zhì)量完成。

1 工程概況及場(chǎng)地巖土工程條件

1.1 工程概況

某水廠設(shè)計(jì)總規(guī)模為60 萬m3／d，該工程絮凝沉淀池一部分處于人工魚塘位置，屬軟土地基。同時(shí)，構(gòu)筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)高和持力層標(biāo)高相差5-6m，無法滿足地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求，因此本工程需要對(duì)地基進(jìn)行換填加固處理，確保地基承載力特征值達(dá)到150kPa。(建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002 )1kPa=1000Pa

1.2 場(chǎng)地巖土工程條件

結(jié)合工程地質(zhì)勘察報(bào)告，施工場(chǎng)地的主要巖石土層為：人工填土層、第四系沖積土層、第四系殘積土層、基巖及其風(fēng)化層。通過分析得知，該場(chǎng)地地下水為儲(chǔ)存于中砂層中的孔隙潛水，還有儲(chǔ)存于人工填土中的上層滯水[1]。

2 地基處理方案

結(jié)合工程地質(zhì)勘察報(bào)告，施工人員對(duì)兩種施工方案進(jìn)行了對(duì)比，一種是地基處理換填墊層法，另一種是強(qiáng)夯法。換填墊層法主要用在淺層軟土地基和處理不均勻地基，換土墊層的材料為砂、砂石和灰土，厚度要求控制在3m 之內(nèi)。在施工上用灰土換填材料，土料為粉質(zhì)粘土、石灰為新鮮消石灰，土料、石灰體積比進(jìn)行科學(xué)配比，考慮本工程換填墊層預(yù)算為180 萬元，超出預(yù)算。強(qiáng)夯法主要用于淺層軟土地基，具有工期短、工藝和檢測(cè)方法簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，還有利于對(duì)施工進(jìn)行組織安排。本工程強(qiáng)夯處理預(yù)算為130 萬元，經(jīng)過比較選擇強(qiáng)夯法加固地基，造價(jià)更低，不僅可以滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)還可以滿足設(shè)計(jì)需要。

3 強(qiáng)夯法施工過程

3.1 施工準(zhǔn)備

本工程軟土地基加固處理面積8720m2，抽干魚塘水后，清理干凈淤泥質(zhì)土，然后利用砂礫粘土回填。回填土采用分層鋪設(shè)，厚度為40-50cm，進(jìn)行壓實(shí)，主要用20T 振動(dòng)壓路機(jī)操作，密實(shí)度要達(dá)到93%，滿足此條件進(jìn)行強(qiáng)夯施工。在進(jìn)行施工之前要對(duì)加固區(qū)域的地下管線進(jìn)行檢查，以免因施工破壞地下管線[2]。

3.2 強(qiáng)夯機(jī)械設(shè)備

為達(dá)到施工要求，本次施工使用提升機(jī)具為履帶式起重機(jī)（50T），夯錘采用鑄鋼錘（直徑2.2-2.4m、夯錘重16.5T），使用一臺(tái)140W 推土機(jī)，另有水準(zhǔn)儀、自動(dòng)脫鉤器、起重機(jī)具、標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜載荷試驗(yàn)、靜力觸探或簡(jiǎn)潔觸探等設(shè)備以及土工常規(guī)試驗(yàn)儀器配合施工。

3.3 強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)

強(qiáng)夯加固地基不僅要嚴(yán)格控制加固深度，還要充分考慮地基土的類別、上部結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)形式、荷載大小、處理深度。本工程夯錘質(zhì)量為16.5T，錘徑為2.2-2.4m，第一次和第二次的夯擊落距為10m。要求處理深度達(dá)到5-6m。在夯擊遍數(shù)和夯點(diǎn)布置上，主要采用了兩遍點(diǎn)夯配合一遍滿夯的方法，其中兩遍點(diǎn)夯布用正方形布點(diǎn)（5m×5m），在第二遍夯點(diǎn)位置選擇上以第一次夯擊的四個(gè)相鄰夯點(diǎn)對(duì)角線交接處為準(zhǔn)，最后布點(diǎn)形成梅花形，滿夯夯錘印的搭接面積至少達(dá)到夯錘底面積25%。第四，點(diǎn)夯每點(diǎn)夯擊數(shù)及間歇時(shí)間。根據(jù)施工要求，點(diǎn)夯每點(diǎn)夯擊6-8 次，兩遍點(diǎn)夯施工間隔至少14d。最后，滿夯夯擊能要達(dá)到《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定。

3.4 試夯

試夯參數(shù)：點(diǎn)夯單擊夯擊能為2500kN?M，每點(diǎn)達(dá)到6-8 擊，以最后兩擊平均夯沉量視為收錘標(biāo)準(zhǔn)，不可超出5cm；滿夯單擊夯擊能標(biāo)準(zhǔn)為1000kN?M，滿夯的搭接要達(dá)到錘底面積25%，每點(diǎn)夯實(shí)2-3 擊。在試夯環(huán)節(jié)要選擇有代表性的3 個(gè)夯點(diǎn)，根據(jù)試夯情況確定參數(shù)的合理性。施工工作準(zhǔn)備就緒后，需要甲方、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)配合施工，并且對(duì)每個(gè)夯點(diǎn)做好施工記錄，試夯施工完成后要根據(jù)間隔時(shí)間檢測(cè)試夯場(chǎng)地。強(qiáng)夯設(shè)計(jì)參數(shù)合理可作為施工參數(shù)[3]。

3.5 施工操作

首先，點(diǎn)夯施工。施工人員需要先進(jìn)行定位放線，主要根據(jù)夯點(diǎn)平面布置圖操作，然后對(duì)夯點(diǎn)位置準(zhǔn)確標(biāo)記和測(cè)量場(chǎng)地標(biāo)高。在操作環(huán)節(jié)，每點(diǎn)夯擊依次經(jīng)歷起重機(jī)就位、調(diào)整到預(yù)定高度、測(cè)量錘頂標(biāo)高，如果由于坑底傾斜導(dǎo)致夯錘歪斜要馬上把坑底整平，經(jīng)過多次重復(fù)操作達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)；其次，滿夯施工。進(jìn)行兩遍點(diǎn)夯施工后，利用推土機(jī)平整場(chǎng)地，然后進(jìn)入到滿夯施工環(huán)節(jié)，確保表層松土得到夯實(shí)。滿夯要達(dá)到l000kN?m 的單擊夯擊能，配合搭夯施工工藝。具體說來：行走強(qiáng)夯機(jī)到達(dá)指定位置并且調(diào)節(jié)到施工要求工藝后，讓夯錘正向垂直于起始位置，錘擊數(shù)達(dá)到要求后，移動(dòng)到將施工夯點(diǎn)和完成夯點(diǎn)搭接25%位置，重復(fù)以上步驟繼續(xù)夯擊，最后用2OT 振動(dòng)壓路機(jī)碾壓密實(shí)；再次，防振溝。由于本工程和凈水構(gòu)筑物較近，需要設(shè)置寬lm、深2.5m 的防振溝，這樣可以避免由于施工的巨大振動(dòng)導(dǎo)致溝體坍塌，為提升施工安全性，可以利用3m 長(zhǎng)的鋼板樁支護(hù)。在強(qiáng)夯的一側(cè)，防振溝用連續(xù)支撐方法，另一側(cè)每30cm 設(shè)置一個(gè)鋼板樁，該環(huán)節(jié)還配合使用了橫向支撐；最后，排水降水措施。在本工程清水池的標(biāo)高為場(chǎng)地最低點(diǎn)，四周的積水容易向夯點(diǎn)匯集，所以要開挖明溝集水，將積水轉(zhuǎn)移到周圍集水坑，之后使用抽水吸到市政排水管網(wǎng)。

3.6 施工質(zhì)量控制

施工前相關(guān)人員要對(duì)錘重和落距檢測(cè)，確保單擊夯擊能滿足設(shè)計(jì)要求。在夯擊前還要對(duì)夯點(diǎn)放線、布置復(fù)核，并且檢查夯坑位置，如果檢查后出現(xiàn)了偏差，或發(fā)現(xiàn)施工漏夯必須及時(shí)處理。在施工過程中每個(gè)夯點(diǎn)的數(shù)據(jù)都要記錄。

4 強(qiáng)夯檢驗(yàn)分析

4.1 N63.5 重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)落錘重63.5kg、落距76cm，借助機(jī)械落錘法連續(xù)錘擊，檢測(cè)錘擊速率合理控制，使用貫入器打入土下10cm 的錘擊數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，通過該實(shí)驗(yàn)掌握了垂直方向的地基承載力指標(biāo)，包括分布情況、加固深度、影響深度。本次檢測(cè)試驗(yàn)每90-100m 設(shè)置一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，最后設(shè)置86 個(gè)檢測(cè)點(diǎn)位，累計(jì)夯實(shí)深度165m。

4.2 壓板載荷試驗(yàn)

該試驗(yàn)可以掌握較深范圍地基土承載力以及變形模量，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果共選取三塊場(chǎng)地最薄弱的點(diǎn)開展壓板載荷試驗(yàn)，總加載量至少達(dá)到設(shè)計(jì)要求值2 倍。本次試驗(yàn)每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)對(duì)土件壓實(shí)，試件尺寸均1m×1m×1m，總加荷重為300kN。經(jīng)過公式計(jì)算得出場(chǎng)地內(nèi)地基承載力達(dá)到要求的150kPa，說明本工程的軟土地基強(qiáng)夯加固效果顯著[4]。

5 結(jié)束語：

綜上所述，軟土地基又被稱為“軟弱地基”，對(duì)房建地基工程開展十分不利，強(qiáng)夯法憑借其施工工藝簡(jiǎn)單、效果顯著等優(yōu)勢(shì)，在軟土地基施工中得到了越來越多的利用。作為施工人員要嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行操作，合理利用施工機(jī)械，關(guān)注平整場(chǎng)地、鋪設(shè)墊層、做好高程測(cè)量和放線，重視強(qiáng)夯試驗(yàn)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，希望可以最大程度提升房建工程地基施工質(zhì)量，為后續(xù)的房建施工打下基礎(chǔ)。