淺議強(qiáng)夯施工參數(shù)的選擇與常見(jiàn)問(wèn)題處理

■盧圣武

（福建省陸海建設(shè)管理有限公司，福州　350001）

淺議強(qiáng)夯施工參數(shù)的選擇與常見(jiàn)問(wèn)題處理

■盧圣武

（福建省陸海建設(shè)管理有限公司，福州350001）

結(jié)合工程實(shí)例介紹了強(qiáng)夯法加固地基施工中，通過(guò)試夯及對(duì)試夯效果的分析，確定強(qiáng)夯施工參數(shù)的過(guò)程，并指出了強(qiáng)夯施工主要施工工藝控制要點(diǎn)與常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

地基加固強(qiáng)夯法試夯施工參數(shù)

1　概述

福州港羅源灣港區(qū)碧里作業(yè)區(qū)6#泊位陸域工程擬建場(chǎng)區(qū)原為海灘涂地，根據(jù)場(chǎng)地地勘報(bào)告揭露及使用要求的不同將陸域形成分為3個(gè)區(qū)，分別是吹填淤泥區(qū)、吹填砂區(qū)、回填開(kāi)山石區(qū)。其中回填開(kāi)山石區(qū)由于回填料級(jí)配差，回填厚度大（7～9m），所形成的場(chǎng)地疏松且不均勻，需對(duì)該地基進(jìn)行強(qiáng)夯加固處理。處理后的場(chǎng)地作為碼頭生產(chǎn)輔助建筑基礎(chǔ)，要求地基承載力不小于120kPa。

本次強(qiáng)夯施工面積3.53萬(wàn)m2，在大面積施工前，應(yīng)進(jìn)行試夯，根據(jù)試夯分析結(jié)果，指導(dǎo)大面積強(qiáng)夯施工。

2　試夯

2.1試夯目的

通過(guò)強(qiáng)夯試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)的實(shí)際效果，以確定強(qiáng)夯施工參數(shù)（包括單擊夯擊能、單點(diǎn)夯擊數(shù)、夯點(diǎn)間距、間歇時(shí)間等）和施工工藝；通過(guò)試夯分析來(lái)確定強(qiáng)夯的有效加固深度；通過(guò)夯后檢測(cè)來(lái)驗(yàn)證強(qiáng)夯加固后的地基土承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2設(shè)計(jì)強(qiáng)夯技術(shù)參數(shù)

夯錘為圓形，底面半徑不小于1.0m。強(qiáng)夯按二遍點(diǎn)夯一遍滿夯，夯點(diǎn)布置為正三角形，每遍點(diǎn)夯間距4.5× 4.5m，每擊能量3000kN·m，每點(diǎn)夯擊數(shù)不少于10，每遍點(diǎn)夯的最后兩擊平均夯沉量小于5cm。兩遍點(diǎn)夯之間的間隙時(shí)間為7～10天。滿夯設(shè)備的能量必需具備每擊總能量1000kN·m，普夯要求錘印搭接，搭接面積不小于錘底面積的1/4。

2.3試夯區(qū)布置

在施工現(xiàn)場(chǎng)選取面積為30m×30m的場(chǎng)地進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)，并按設(shè)計(jì)夯點(diǎn)間距進(jìn)行布點(diǎn)。同時(shí)為監(jiān)測(cè)試夯區(qū)周邊場(chǎng)地隆起及下沉情況，在試夯區(qū)四周四個(gè)角點(diǎn)各布置1組沉降標(biāo)，各組均距夯坑中心2.25 m處開(kāi)始，沿半徑方向每1m布置一個(gè)沉降標(biāo)，每組均為8個(gè)沉降標(biāo)，如圖1所示。

3　試夯效果分析

3.1單擊夯擊能

選擇中聯(lián)重科股份有限公司生產(chǎn)的ZTM300型履帶式起重機(jī)為施工機(jī)械，夯錘為重16.2t，直徑2.5 m的圓形平底錘，落距18.7m。

單擊夯擊能需根據(jù)要求的加固深度來(lái)確定。按照強(qiáng)夯法的提出者 Menard的經(jīng)驗(yàn)公式有效加固深度，其中α為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，M為錘重（kN），h為落距（m），取α=0.57計(jì)算H=9.87m，有效加固深度滿足強(qiáng)夯區(qū)地基加固深度7～9m要求，即單擊夯擊能3000kN·m滿足要求。

3.2夯擊數(shù)、夯沉量

通過(guò)對(duì)夯擊數(shù)與夯沉量的統(tǒng)計(jì)分析，可以從一個(gè)角度檢驗(yàn)設(shè)計(jì)夯點(diǎn)間距、夯擊數(shù)及停錘標(biāo)準(zhǔn)是否合理。統(tǒng)計(jì)試夯區(qū)各點(diǎn)施工結(jié)果，發(fā)現(xiàn)要滿足最后兩擊平均夯沉量小于5cm，第一遍28個(gè)夯點(diǎn)中，18%的夯點(diǎn)夯擊數(shù)為13，63%的夯點(diǎn)夯擊數(shù)為12，其余夯點(diǎn)夯擊數(shù)為11；第二遍24個(gè)夯點(diǎn)中，92%的夯點(diǎn)夯擊數(shù)為13，8%的夯點(diǎn)夯擊數(shù)為12，與設(shè)計(jì)要求的每點(diǎn)夯擊數(shù)不少于10基本相符。夯點(diǎn)總夯沉量為1.89～2.63m，平均夯沉量2.38m，施工中未出現(xiàn)提錘困難情況。

3.3地表監(jiān)測(cè)

記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在夯點(diǎn)每次夯擊后的變形量。其中1#、2#為第一遍夯點(diǎn)監(jiān)測(cè)組，沉降量從夯點(diǎn)由近到遠(yuǎn)逐步減小：1#監(jiān)測(cè)組沉降量從189.4mm遞減到1.1mm；2#監(jiān)測(cè)組沉降量從261.5mm遞減到1.5mm。3#、4#為第二遍夯點(diǎn)監(jiān)測(cè)組，沉降量從夯點(diǎn)由近到遠(yuǎn)也是逐步減?。?#監(jiān)測(cè)組沉降量從53.3mm遞減到4.1mm；4#監(jiān)測(cè)組沉降量從19.3mm遞減到1.7mm。且在對(duì)4組監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)過(guò)程中未見(jiàn)場(chǎng)地隆起，說(shuō)明本次試夯施工對(duì)夯坑周邊擠密影響較小，夯擊能利用率較高。

3.4平面載荷板試驗(yàn)

為檢測(cè)試夯施工效果，在試夯施工結(jié)束7天后，采用淺層平板（面積1m2）進(jìn)行載荷試驗(yàn)。試驗(yàn)加載過(guò)程中地基沉降均勻，無(wú)明顯陡降，地基土的承載力特征值fak≥120kPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

3.5確定施工參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯及對(duì)試夯效果的分析，結(jié)合強(qiáng)夯施工相關(guān)規(guī)范與以往工程經(jīng)驗(yàn)，確定強(qiáng)夯施工參數(shù)。

（1）強(qiáng)夯施工按二遍點(diǎn)夯一遍滿夯組織；

（2）采用重16.2t，直徑2.5 m的圓形平底錘，單擊夯擊能3000kN·m，能滿足本工程設(shè)計(jì)要求地基加固深度；

（3）從夯沉量及對(duì)夯坑周邊土體的監(jiān)測(cè)來(lái)看，試夯施工時(shí)夯點(diǎn)間距與布置是比較合理的，施工中按設(shè)計(jì)的正三角形布置夯點(diǎn)，每遍點(diǎn)夯間距4.5×4.5m，按隔行跳夯原則完成全部點(diǎn)夯施工；

（4）綜合夯擊數(shù)、夯沉量與場(chǎng)地監(jiān)測(cè)結(jié)果，停錘按每點(diǎn)夯擊數(shù)不少于10，且最后兩擊平均夯沉量小于5cm進(jìn)行控制，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求；

（5）本工程強(qiáng)夯處理地基由開(kāi)山土石形成，其滲透性較好，綜合考慮夯點(diǎn)間距等因素對(duì)地基土中超靜孔隙水壓力消散速率的影響，將兩遍點(diǎn)夯間歇時(shí)間調(diào)整為5～7天；

（6）滿夯施工每擊夯擊能1000kN·m，要求錘印搭接，搭接面積不小于錘底面積的1/4。

4　強(qiáng)夯施工工藝流程與主要工藝控制要點(diǎn)

4.1強(qiáng)夯施工工藝流程

清理并平整場(chǎng)地→測(cè)量放線、夯點(diǎn)定位→夯錘及起重機(jī)就位→點(diǎn)夯→測(cè)量記錄→夯錘、起重機(jī)移位到下一夯點(diǎn)→一遍夯夯后進(jìn)行場(chǎng)地平整，間歇后開(kāi)始二遍夯→場(chǎng)地平整，滿夯→進(jìn)行地基承載力試驗(yàn)。

4.2清理并平整場(chǎng)地

（1）夯擊前清理并平整場(chǎng)地，測(cè)量場(chǎng)地高程，確認(rèn)場(chǎng)地達(dá)到強(qiáng)夯設(shè)計(jì)起夯面高程。

（2）查明強(qiáng)夯施工場(chǎng)地地下是否存在管線或構(gòu)筑物，必要時(shí)應(yīng)采取措施避免因強(qiáng)夯施工對(duì)地下設(shè)施造成損壞。

（3）根據(jù)場(chǎng)地條件在點(diǎn)夯前設(shè)置隔振溝。隔振溝的位置、坡度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況確定。

4.3點(diǎn)夯

（1）測(cè)量夯前錘頂標(biāo)高，將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量并記錄錘頂高程。重復(fù)夯擊，滿足單點(diǎn)夯擊數(shù)和夯沉量控制標(biāo)準(zhǔn)后，轉(zhuǎn)入下一點(diǎn)施工。

（2）施工中應(yīng)確保自動(dòng)脫鉤器轉(zhuǎn)運(yùn)靈活，夯錘上升接近規(guī)定高度時(shí)，須加強(qiáng)觀察，防止因脫鉤器失靈夯錘上升過(guò)高而發(fā)生事故。夯錘落下后，在脫鉤器下降至夯錘鉤環(huán)頂前，掛鉤工不得提前下坑掛鉤。

（3）注意檢查并及時(shí)清除夯錘上粘土，嚴(yán)禁夯錘排氣孔堵塞，以防止產(chǎn)生氣墊效應(yīng)，影響強(qiáng)夯施工質(zhì)量。

（4）若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底整平；當(dāng)坑內(nèi)地基土因含水量過(guò)高或其它原因而吸錘時(shí)，應(yīng)采取措施排除，不宜強(qiáng)行提錘。

4.4測(cè)量記錄

測(cè)量記錄工作應(yīng)指派專人負(fù)責(zé)。在施工過(guò)程中，應(yīng)認(rèn)真測(cè)量并記錄每擊的夯沉量、每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)等施工情況，在確保測(cè)量記錄真實(shí)有效的前提下，做到無(wú)遺漏、無(wú)重復(fù)。記錄人員還應(yīng)注意觀察夯擊振動(dòng)的影響范圍和程度，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)暫停施工，進(jìn)行整改。

4.5滿夯

（1）滿夯對(duì)加固表層地基土起著重要作用，施工時(shí)應(yīng)精心組織，認(rèn)真對(duì)待。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的夯擊能、錘印搭接面積、夯擊遍數(shù)組織施工，夯后測(cè)量場(chǎng)地高程。

（2）滿夯施工過(guò)程中應(yīng)禁止重型車輛駛?cè)?，以免?duì)地基土產(chǎn)生擾動(dòng)，影響施工效果。

5　強(qiáng)夯施工常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施

5.1“彈簧土”現(xiàn)象

由于表層地基土中含水量較高，或兩遍點(diǎn)夯間歇時(shí)間不足，強(qiáng)夯施工過(guò)程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力未消散，均可能導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)“彈簧土”。

處理措施：采取開(kāi)挖排水溝、設(shè)置集水井等方式降低場(chǎng)內(nèi)地下水位；對(duì)“彈簧土”所在區(qū)域進(jìn)行翻曬或開(kāi)挖換填。5.2地基土強(qiáng)度不足

地基土強(qiáng)度不足會(huì)導(dǎo)致夯點(diǎn)夯擊數(shù)較大，但最后兩級(jí)平均夯沉量仍大于停錘標(biāo)準(zhǔn)，或夯坑周邊出現(xiàn)較大隆起。

處理措施：間歇一段時(shí)間后在夯坑內(nèi)填入塊石，再進(jìn)行點(diǎn)夯施工；經(jīng)論證后調(diào)整單擊夯擊能和夯擊數(shù)。

5.3夯坑壁坍塌

夯點(diǎn)間距太小，會(huì)導(dǎo)致夯擊時(shí)夯坑上部土體被擠入已施打夯坑中，造成夯坑壁坍塌。

處理措施：更換小直接夯錘；必要時(shí)重新組織試夯，以調(diào)整施工參數(shù)。

6　結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試夯和試夯效果分析，選擇合適的強(qiáng)夯施工參數(shù)，即可保證施工效果，也可提高強(qiáng)夯施工效費(fèi)比。

（2）影響強(qiáng)夯施工的因素較多，當(dāng)出現(xiàn)不利于現(xiàn)場(chǎng)施工的情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施，改善地基土對(duì)夯擊能的接受能力，未經(jīng)過(guò)充分論證不得隨意調(diào)整施工參數(shù)。

（3）地下水位對(duì)強(qiáng)夯施工影響較大，施工中應(yīng)注意做好排水、降水工作。

［1］JGJ79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］龔曉南.地基處理手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2008.