強夯施工實例淺談

趙　穎　董克啟　劉　剛

摘要：文章介紹了強夯處理施工方案就該場地較為成功的運用，并對局部強夯處理不佳特殊情況進行綜合性治理，并取得理想效果。在實例中淺談了強夯對煤矸石地基的處理方法，并簡介了強夯法所受約束及互補措施。

關鍵詞：強夯施工；地基土；回填；置換；擠密；承載力

中圖分類號：TU472文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）07-0156-02

一、工程概況

1．地理位置及工程概況。河南某鋁廠擬建整流車間，場地為長方形，東西長約170m，南北寬約45m，位于擬建電解鋁廠房南部。結構類型：五層框架結構。場地特征：場地內分布有耕地、棄窯廠、魚塘、洼地，地形起伏不平，魚塘深度最深大于7m。原擬采用鉆孔灌注樁，經我們對地質情況分析結合周邊地形情況，建議采用強夯處理，處理后要求地基承載力特征值達到250KPa。經試夯施工，強夯法可滿足設計要求。

2．地質條件。根據(jù)工程地質勘察報告：本場地層主要以粉質粘土、粉砂為主。按巖性和物理力學性質，將勘探深度范圍內的地基土劃分為6個工程地質單元層，從上至下如下：

雜填土：雜色，稍濕，松散，偶見植物根系，含石塊、磚渣，煤矸石等雜填物。整個場地分布不均，底板埋深0～1.4m；

粉土：褐黃色，稍濕，稍密，土質均勻，底板埋深1.2～1.4m。含水量30%，塑限含水量23.5%；

粉質粘土：褐黃色，可塑，底板埋深3.9～4.2 m。含水量23.8%，塑限含水量22.1%；

粉質粘土：褐黃色，硬～可塑，底板埋深7.7～10.1m。含水量24.1%，塑限含水量21.8%；

粉砂：褐黃色，飽和，中密；

細砂：褐黃色，飽和，密實。

3．地下水。場地淺層地下水屬孔隙潛水。穩(wěn)定水位1.20～1.50m左右，水位年變幅2.5m左右。

二、強夯施工

1．處理范圍。強夯地基處理范圍：擬建筑物基礎中線向外外擴6 m。

2．換填及回填。耕地部分場地平整，淺部地層為填土或含水量偏高的粉土、粉質黏土，即層（1）、（2）、（3），承載力較低。在強夯之前開挖至標高29.2m（深度約2.5m），將（1）、（2）層全部挖除，第（3）層挖除部分。之后用煤矸石進行回填，回填厚度約1.8m，處理后煤矸石頂面標高為30.7m，如圖1所示。車間南部以坑、魚塘為主，對此須進行回填至標高31.0m處。

3．填料要求。場地內需鋪設180cm左右厚度煤矸石。煤矸石特點：直徑300mm左右的塊體含量占總量的20%左右為宜，直徑50～300mm之間占總量30%左右，直徑≤50mm以下者占總量的50%左右。鋪好后進行平整碾壓?？?、魚塘部分填料下部采用周邊廢石料（直徑30～70cm）及煤矸石混填；上部2.5m用煤矸石回填：直徑300mm左右的塊體含量占總量的40%左右為宜，直徑50～300mm之間占總量20%左右，直徑≤50mm以下者占總量的40%左右。

4．強夯施工藝。第一，置換施工。根據(jù)當?shù)氐貙蛹吧喜拷Y構要求，用置換法將煤矸石形成墩體穿透第（3）單元層，進入第（4）單元層，并將第（4）單元層進行強夯致密，以提高其承載力；或將坑塘部分煤矸石整體擠密。當回填層厚度小于等于5m時，采用2000kN·m深層置換擠密點夯一遍，梅花形布點，行點間距3.5m，排點間距3.5m。最后兩擊平均夯沉量不超過10cm或夯點間發(fā)生隆起終止；當填層厚度大于5m時采用3000kN·m深層擠密點夯二遍，梅花形布點，行點間距3.5m，排點間距3.5m。最后兩擊平均夯沉量不超過15cm或夯點間發(fā)生隆起終止。第二，強夯施工。置換后平整場地再采用1000kN·m夯擊能進行強夯施工，正方形布點，行點間距3.5m，排點間距3.5m。分二遍施工，一遍點與二遍點施工間隔周期5～7天。每夯點夯擊施工時最后兩擊平均沉降量≤5cm時終止。點夯施工結束后，間隔一周平整場地，采用1000kN·m夯擊能進行滿夯施工，每點兩擊，1/4錘印搭接。

三、處理效果及分析

根據(jù)自檢結果并結合檢測部門檢測結果顯示，強夯地基處理效果較為理想，但局部出現(xiàn)承載力較低情況。針對這些情況，對施工工藝進行分析，運用鉆探手段對強夯地基情況進行揭露，查明在同一施工藝下，出現(xiàn)承載力偏低原因如下：

1．局部聚水，孔隙水壓力無法消散。施工時受其他交叉作業(yè)影響，強夯在局部范圍施工時順序呈周圍向內集中施工，周圍強夯施工后形成不透水層，加之地下水位淺，土體中孔隙水含量較大，因此產生局部聚水。局部聚水使水位升高，水壓力增大，強夯后孔隙水無法排出，孔隙水壓力不能很好消散，土體得不到較好壓密，強度較低。

2．局部細顆粒煤矸石含量過大。在填料施工時，坑塘處局部細顆料煤矸石含量過大，坑塘內均有水。在強夯施工時，水位以下細顆骨料受夯擊能反復沖擊后，在水壓力下，無法致密，且出現(xiàn)類似液化現(xiàn)象。這種現(xiàn)象同樣使承載力大大降低。

3．擾動影響。受場地運輸條件限制，本來含水量就高，強夯處理后孔隙水壓力不易消散，這些部位又多處于場內運輸必經地段，大量運料車自此經過。因此造成強夯處理后，在強度沒有恢復的情況下又發(fā)生了新的擾動。

由此造成局部地基承載力較低，這些薄弱區(qū)會影響到地基的整體穩(wěn)定性，從而影響到建筑物的安全使用，因此必須對薄弱區(qū)進行再次綜合治理。

四、薄弱區(qū)綜合治理方案

鑒于上述強夯地基處理存在的問題及原因，建議采用以下綜合處理方案：

1．降水與補夯。先對局部聚水區(qū)域進行降水，使地下水位降至煤矸石底層下50cm，再用1000kN·m夯擊能進行補夯，使孔隙水壓力更快消散，便于土體的強度更快提高。

2．換土墊層。對局部煤矸石細顆粒含量較高的地方進行挖除換填，對排出的孔隙水進行抽動至場外。換填深度為1.5m。換填材料：級配砂石。放坡1：1。褥墊層厚度第一層按50cm，以后角步不大于30cm，用碾壓機分層輾壓。

3. 滿夯與靜置。對場區(qū)內輪式車輛輾壓破壞的地方用500kN·m夯擊能滿夯2擊，靜置15天，使土的強度逐漸恢復?；謴推趦葒澜喪杰囕v進入，避免再次擾動。

經綜合地基處理后，對薄弱區(qū)進行針對性檢測，檢測結果：動探擊數(shù)均﹥6，載荷試驗檢測承載力特征值均不小于250KPa，相應沉降量在2.39～5.45mm，檢測結果符合設計要求。

五、結語

在適宜的地質條件與工程環(huán)境條件下，強夯法是一種造價低、施工速度快、經濟效益好的地基處理方法，但施工時應按強夯機理及工程特性安排合理的施工順序。較淺的地下水對強夯的影響很大，在類似的工程情況下，應考慮在聚水區(qū)先進行降水，再強夯施工，確保工程質量。

參考文獻

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[3]中華人民共和國建設部.建筑地基處理技術規(guī)范（JGJ79-2002）[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[4]曾國熙，等．地基處理手冊[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

作者簡介：趙穎（1968－），男，河南人，河南神火鋁業(yè)股份有限公司工程師，從事基建工作；董克啟（1975－），男，河南人，供職于河南神火鋁業(yè)股份有限公司，從事基建工作；劉剛（1979－），男，河南人，供職于河南省水文地質工程地質勘察院，從事巖土工程勘察及地基處理工作。