淺談深地基強(qiáng)夯施工技術(shù)

劉銳

(福建省交集集團(tuán)工程有限公司，福建 廈門 361009）

1 工程概況

某工程面積110000m2，原場地西側(cè)積水區(qū)，為使得場平設(shè)計(jì)標(biāo)高，需進(jìn)行填方處理。這個(gè)填方區(qū)內(nèi)大多部分都在匯水區(qū)，地下水豐富，其最大填土厚度達(dá)到25m，并且由于坑底基巖裂隙水的向上補(bǔ)給，若不處理則會造成上面回填料含水率增大，無法達(dá)到強(qiáng)夯要求，因此該區(qū)域的地基處理難度極高。

本工程采用排水強(qiáng)夯處理技術(shù)來解決該區(qū)域25m深厚回填土地基處理難題，通過在回填土底部填筑碎石疏水層和設(shè)置降水井，利用碎石透水性強(qiáng)的特點(diǎn)，收集坑底地下水、基巖裂隙水以及回填土強(qiáng)夯產(chǎn)生的孔隙水并進(jìn)行有組織疏排，解決了在深厚回填坑底地下水豐富以及回填料含水率高的強(qiáng)夯過程中的有效疏排水問題，為上部厚層土方回填創(chuàng)造條件；采用分層強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理，并采用高夯擊能提高地基承載力，降低其壓縮性，縮短多遍強(qiáng)夯的間隔時(shí)間以便連續(xù)作業(yè)，縮短了施工工期，也提高了超厚回填土方在地下水豐富區(qū)域的強(qiáng)夯質(zhì)量。

2 關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

2.1 坑中只需設(shè)置2個(gè)降水井，無需設(shè)置豎向插管降水網(wǎng)和外圍集水井即可抽排透水層中集積的滲透水，有效縮短工期，降低施工及維護(hù)成本。

2.2 回填料不受粒徑限制，可充分利用場地內(nèi)的挖方回填，更有效節(jié)省能源和降低成本；可根據(jù)不同區(qū)域的地基承載力要求，分別采用強(qiáng)夯置換碎石，局部換填碎石等技術(shù)措施，優(yōu)化設(shè)計(jì)的同時(shí)更經(jīng)濟(jì)合理。

2.3 采用分層回填和二次強(qiáng)夯的方法,強(qiáng)夯處理深度可達(dá)25m，回填土表層回彈模量與強(qiáng)度高，工后沉降小，可有效保證地基基礎(chǔ)承載力。

2.4 坑底采用碎石填筑疏水層，利用其透水性強(qiáng)的特點(diǎn)，收集坑底地下水、基巖裂隙水以及回填土強(qiáng)夯產(chǎn)生的孔隙水，通過有組織疏排，保持地下水位低于碎石透水層，有效保證了上部回填土層的順利進(jìn)行。

2.5 無需堆載預(yù)壓，工期短，更利于工期緊的現(xiàn)代工程。

2.6 降水井保留至后期土建地下室施工，為基底降水提供了方便，集水降水井還可保留作為后期園林綠化及景觀水體的水源，達(dá)到節(jié)約用水、環(huán)保的效果。

3 深厚地基排水強(qiáng)夯處理

3.1 強(qiáng)夯施工工藝流程（如圖1）

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 坑底鋪設(shè)碎石透水層

a.將回填區(qū)域廢棄采石坑的積水抽干，并將坑底的淤泥、雜物清理干凈。b.在回填區(qū)坑底鋪設(shè)碎石疏水層，碎石粒徑5～15cm疏水層厚度視基底地形而定，高處不填，低處多填（該工程最厚處為2.5m），對滲漏地下水的基層必須用碎石疏水層覆蓋。c.碎石疏水層表面滿鋪土工布，相互搭接15cm，以防土料落入而影響排水效果。

3.2.2 土方回填

a.回填料要求

①回填料主要為場地內(nèi)開山土石料，一般要求采用級配良好的碎石或塊石料，粒徑不超過50cm；②回填料雜質(zhì)含量不得超過5%，耕植土、腐質(zhì)土及建筑垃圾應(yīng)清除；③建筑物下交工面宜采用碎石或塊石基層，其它地段交工面可鋪設(shè)1～2m厚碾壓處理的粘性土作為基層。

b.回填施工

①坑底距回填完成面標(biāo)高最大填筑高度25m，坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高15.5m，第 1、2層（分層厚度控制在4～7m）分別填至設(shè)計(jì)標(biāo)高33.0m和40.5m，每層填筑時(shí)先從前往后逐一堆置，回頭從后向前邊卸邊推平，注意表面應(yīng)盡量平整，且必須保持不小于2%的坡度，并設(shè)置排洪溝，以利于排水。②回填按由坑四周向中心的施工順序進(jìn)行，為適應(yīng)強(qiáng)夯施工及滿足建筑物回填需要達(dá)到的條件，按每300m左右為一填筑段，回填作業(yè)連續(xù)進(jìn)行。土方回填采取2種方案，堆土區(qū)一側(cè)采用大型推土機(jī)送土到坑邊，另一側(cè)采用挖掘機(jī)裝土，自卸車從一端繞運(yùn)到位，做到兩側(cè)同時(shí)回填均勻上升。當(dāng)土回填到每一層的設(shè)計(jì)標(biāo)高后，均采用大型推土機(jī)推土到位。③在降雨前應(yīng)及時(shí)壓實(shí)作業(yè)面表層松土，并將作業(yè)面做成拱面或坡面以利排水，雨后應(yīng)晾曬或?qū)μ钔撩娴挠倌噙M(jìn)行清除，合格后方可繼續(xù)填筑。在整個(gè)回填過程中，設(shè)置專人保證觀測儀器與測量工作正常進(jìn)行，并保護(hù)埋設(shè)的儀器和測量標(biāo)志完好。④在堆土料場，不定期對土料進(jìn)行含水量檢測，若含水率較高則需翻曬，達(dá)到要求后方可回填。

3.2.3 降水井安裝

a.降水井構(gòu)造（如圖2）：采用f800、d=10mm的圓形鋼管，底部開成鋸齒形孔口，周邊開設(shè)f 30引水孔，呈梅花形布置，孔距在碎石透水層范圍為30cm在上部填土范圍為50cm；鋼管表面除銹和刷3道防腐漆，降水井外圍采用濾網(wǎng)包扎，濾網(wǎng)選用60目尼龍網(wǎng)布，防止碎石、砂土等堵塞孔眼影響排水效果。

圖2 降水井大樣圖

b.降水井設(shè)置：降水井從回填區(qū)坑底最低處至填土頂面連續(xù)設(shè)置，以便收集地下水及強(qiáng)夯過程中產(chǎn)生的土體孔隙水，在降水井內(nèi)設(shè)置自動抽水泵將井內(nèi)的水及時(shí)抽走。

c.降水井安裝：碎石透水層鋪設(shè)前，先安裝第1段鋼管（應(yīng)高出透水層頂面），再根據(jù)上部地基分層回填厚度逐段安裝（每段均高出該層回填土頂面15cm為宜），直至安裝至填土頂高度。降水井在強(qiáng)夯地基完成后作為地下室施工期間的降水井，并保留作為園林綠化澆灌用水及景觀水體的水源。

3.3 強(qiáng)夯施工

a.試夯

①土方回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高33.0m，平整場地后進(jìn)行試夯，以確定強(qiáng)夯參數(shù)。

②試夯施工完畢后，我司根據(jù)夯擊數(shù)～夯沉量關(guān)系曲線圖以及已往施工累積經(jīng)驗(yàn)為指導(dǎo)進(jìn)行不間斷施工。在試夯臨近結(jié)束時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自行分析數(shù)據(jù)，如試夯時(shí)無異常情況或異常數(shù)據(jù)，則按施工組織中機(jī)械設(shè)備的安排情況和場地強(qiáng)夯施工面的具備情況組織機(jī)械設(shè)備進(jìn)場。設(shè)計(jì)單位確定最佳施工參數(shù)（見表1）后，組織正式的大面積地基強(qiáng)夯施工。

3.4 強(qiáng)夯施工

本項(xiàng)目25m厚回填區(qū)域分2層強(qiáng)夯，第1層作業(yè)面在設(shè)計(jì)標(biāo)高33.0m處，點(diǎn)夯夯擊能為5000kN·m，夯點(diǎn)間距 6m×6m；第 2層作業(yè)面在設(shè)計(jì)標(biāo)高40.5m處，點(diǎn)夯夯擊能為4000kN·m，夯點(diǎn)間距 5m×5m；滿夯夯擊能為2000kN·m。

a.點(diǎn)夯：采用高夯擊能，按設(shè)計(jì)要求測放夯點(diǎn)位置后，行走強(qiáng)夯機(jī)械到夯位，轉(zhuǎn)動機(jī)械臂使夯錘對正夯點(diǎn)，然后起吊夯錘（重20t）至自動脫鉤下落夯擊地基，重復(fù)上述步驟夯擊同一夯點(diǎn)，當(dāng)夯擊達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，移動機(jī)械到下一夯點(diǎn)施工，直至完成全部點(diǎn)夯。點(diǎn)夯夯擊前，通過水準(zhǔn)儀、塔尺測量夯點(diǎn)地面和錘頂標(biāo)高，夯錘夯擊下落后再次測量，以記錄每擊夯沉量，測量時(shí)應(yīng)測錘中心標(biāo)高，每次夯擊均做好記錄。

b.滿夯：對點(diǎn)夯后的區(qū)域推平夯坑進(jìn)行滿夯，行走機(jī)械到預(yù)定位置，調(diào)節(jié)好夯擊能后轉(zhuǎn)動機(jī)械臂使夯錘對正起始位置，起吊夯錘（重20t）至預(yù)定高度后自動脫鉤下落夯擊地基，達(dá)到設(shè)計(jì)錘擊數(shù)后，移動夯錘使將要施工夯點(diǎn)與已施工夯點(diǎn)搭接（不小于14夯錘底面積）后起吊夯錘進(jìn)行夯擊。重復(fù)上述步驟直到夯完所有夯區(qū)，施工現(xiàn)場如圖3。

圖3 強(qiáng)夯施工現(xiàn)場

c.整平場地并測量夯后標(biāo)高。

?

3.5 強(qiáng)夯施工注意事項(xiàng)

強(qiáng)夯時(shí)，夯點(diǎn)應(yīng)測放準(zhǔn)確，盡量減小誤差，并盡量有規(guī)律有序夯擊，防止漏夯或偏差過大等，根據(jù)特殊情況可適當(dāng)調(diào)整參數(shù)，以利于得到最佳夯實(shí)效果。如遇到異常現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)通知甲方、設(shè)計(jì)和監(jiān)理各方共同研究處理措施。強(qiáng)夯時(shí)如遇到以下特殊情況應(yīng)引起重視，包括：

a.夯點(diǎn)夯坑冒水：應(yīng)立即停止該點(diǎn)夯擊，并下泵抽水，如果頻繁冒水，則表明場地地下水位高，地下水較豐富，將嚴(yán)重影響加固效果，應(yīng)利用降水井把場地地下水降至強(qiáng)夯有效影響深度以外。

b.隆起過大：如果夯坑周圍土隆起過大，則表明土層含水量過高，土質(zhì)太軟而使夯擊能量大部分未能向下傳遞而消耗在表層土中，達(dá)不到加固效果，此時(shí)應(yīng)停止夯擊。

c.夯坑過深導(dǎo)致起錘困難：夯坑較深而又未明顯隆起，但又達(dá)不到收錘標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)應(yīng)停止夯擊，記錄該位置，待空隙水壓力消散后再進(jìn)行第2、3遍和其后各遍夯擊，直至滿足設(shè)計(jì)要求為止。

d.遇雨天應(yīng)停止施工，并做好夯坑點(diǎn)及場地疏排水工作。

3.6 強(qiáng)夯后自檢

施工完畢后應(yīng)及時(shí)自檢，根據(jù)自檢數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評價(jià)夯擊效果，如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即采取補(bǔ)夯或其它有效的補(bǔ)救措施。

結(jié)束語

本工程地基經(jīng)強(qiáng)夯處理后，進(jìn)行了瑞雷波試驗(yàn)和平板載荷試驗(yàn)，結(jié)果表明場地地基承載力均達(dá)到160kPa以上，滿足設(shè)計(jì)要求；地基變形模量最小、最大值分別為23.6，57.5MPa；基床系數(shù)最小、最大值分別為18.4，32.4MPa。根據(jù)建筑物建成后的沉降變形監(jiān)測成果，15棟建筑物各觀測點(diǎn)最大累計(jì)沉降量37.24mm，差異沉降小于0.1%，滿足設(shè)計(jì)要求。該技術(shù)在建設(shè)工程中具有適應(yīng)性并可實(shí)現(xiàn)工程的最大效益目標(biāo)。

[1] 武幼波.論地基強(qiáng)夯處理[J].山西建筑，2008（34）.