工程回填土強夯地基的檢測分析

陳劍成

摘 要：在對軟土地基進行加固處理時，強夯法是一種常用的施工方法，具有適用范圍廣泛、加固效果顯著、施工機具簡單、經濟效益好等優(yōu)點。本文以實際工程為例，在工程回填土加固前，對地基承載力情況進行標準貫入分析和靜力觸探試驗分析，然后采用強夯法對回填土地基進行加固處理。通過強夯過程中對地基土表層夯沉量和超孔隙水壓力消散的監(jiān)測，以及夯后地基承載力的檢測，綜合分析和評價強夯加固處理效果。

關鍵詞：強夯地基 靜力觸探 分析

1.前言

強夯處理法又叫做動力壓密法或動力固結法，是基于重錘夯實逐步發(fā)展起來的一種地基加固方法。對地基加固時，通過將重錘抬至距離地面10m～20m后將重錘落下，利用重錘產生的沖擊力達到加固地基土的目的。利用強夯法進行加固施工不僅可以提升地基的強度，而且可以降低地基土的壓縮性，提升地基土的均勻性，降低施工后的差異沉降。

2.工程概況

某工程位于東海大橋以南，規(guī)劃總用地面積約200萬m2，包括集裝箱堆場、碼頭生產作業(yè)區(qū)、工作船碼頭等。陸域施工總面積約120萬m2，分為A、B、C、D、E五個大區(qū)，每個大區(qū)內分為若干小區(qū)。根據不同地質條件，采用不同設計方法進行地基加固施工。其中，B區(qū)地基為吹填砂回填，采用強夯法加固，區(qū)域總面積約51.7萬m2。強夯施工工藝采用二遍點夯一遍普夯，點夯能量采用3000kJ，普夯能量采用1200kJ。

3.強夯前標準貫入和靜力觸探試驗結果

通過實地勘查并結合相關資料得知，采取吹填砂形成的B區(qū)回填土層主要包含如下幾種類型的土質：①Ⅰ1-3灰黃色沖填土；②Ⅰ1-3t灰黃色沖填土混黏性土；③Ⅰ1-3j灰黃色淤泥質粉質黏土夾粉砂。在這三種類型的土層中，穩(wěn)定性最差的是淤泥質粉質黏土，土質不均勻，局部為粉質黏土夾粉砂，為軟塑狀，施工中應采取恰當的方式進行加固處理。

針對此工程地基特征，如果施工處理不當，地基土體強度沒有有效加強，會使地基土呈現不穩(wěn)定狀態(tài)，影響上部結構穩(wěn)定性，使堆場上行走的重型機械傾倒，給港區(qū)生命財產安全造成威脅，因此施工前應在現場對土質進行原位測試，了解土質的基本特性，以便采取有效的強夯方案進行施工，提高施工效率。對現場土體分別進行標準貫入和靜力觸探試驗，得出如圖1、圖2的試驗結果（圖示曲線包含強夯之后的試驗結果）。

通過對圖1與圖2得出的數據進行分析可知，地基土在加固處理以前，標準貫入平均擊數為6.8擊；靜力觸探比貫入阻力Ps平均值為3.84MPa。根據數據與標準對比可得出如下結論：

（1）結合“建筑抗震設計規(guī)范”的相關要求，將靜探數值代入相關公式中計算出粉細砂在Ⅶ度地震條件下的液化指數為21.5，進行比照可知粉細砂液化現象處于“嚴重”等級。

（2）根據靜力觸探比貫入阻力Ps平均值判別，粉細砂在Ⅶ度地震不液化的臨界Ps值應為4.1 MPa。但實際檢測結果所得出的數值小于臨界值，由此也可判斷出粉細砂處于液化狀態(tài)。

（3）對粉細砂的土質進行顆粒分析，發(fā)現顆粒較細而且分布均勻，屬于不良級配。平均粒徑為dso=0.064/0.11mm。粒徑含量為8%，低于不液化土的粒徑含量標準，屬于易液化的土質。

通過以上分析可知，由于該層粉細砂處于地下水位下，受到地下水的作用，土層呈現出較為松散的狀態(tài)，粉細砂土層在Ⅶ度地震作用下會出現一定程度的液化現象。因此，為了提高土層的壓縮模量與抗壓強度，改善地基土的孔隙分布，必須對地基進行必要的夯實處理。

4.吹填砂地基強夯施工技術4.1強夯施工

強夯施工前，施工人員必須先進行試夯，以得出最佳的單點夯擊能量、夯擊次數等相關參數，為施工順利實施提供有效數據。實際施工中應結合試夯所得出的數據，并根據現場情況，采取合理的強夯方案進行施工，提高施工效率。

4.2地基強夯處理檢測與效果分析

地基強夯加固處理效果判斷依據主要有三方面：強夯過程中夯沉量的變化情況、孔隙水壓力消散速度和強夯結束后地基承載力原位測試結果。

（1）夯沉量

通過對強夯過程中各個階段夯沉量的測量可知，各階段平均夯沉量為88cm，地基土堤得到了很好的夯實與壓縮，強夯效果明顯。夯坑周圍地面變形示意圖如圖3所示。

通過對圖3進行分析可知，夯坑體積為10.3m3～20.1m3，隆起系數16.5%～32.2%。造成隆起現象主要是粘性土所造成的，強夯后經過開挖處理，發(fā)現厚度達1m的粘性土處于隆起狀態(tài)。

（2）觀測孔隙水壓力

對孔隙水壓力進行觀測可發(fā)現隨著夯擊數的不斷增加，孔隙水壓力呈現出上升趨勢，達到某一擊數后，孔隙水壓力的上升幅度趨于平緩狀態(tài)?？紫端畨毫^程線如圖4所示，具體觀測結果分析如下：

①當夯錘落地后，孔隙水壓力的變化曲線不是在短時間內完成的，而是經過一段時間后才逐漸上升到峰值的，造成這種現象的主要原因是測點距離與土的滲透性引發(fā)的。

②每進行一次夯擊，孔隙水壓力就會不斷上升，當達到五擊后，孔隙水壓力的上升速度趨于平緩狀態(tài)，夯擊12次后，孔隙水壓力不再變化，由此也說明了夯擊數量要適當，以12擊為宜。

③孔隙水壓力一般在幾個小時內即可消散，當夯擊量達到12擊后，孔隙水壓力可達58 kPa，但1h后，可降至31.3kPa，在6h左右，孔隙水壓力可完全消散。

④孔隙水壓力測點的埋設水平距離為2.3m、2.99m 和5m，埋設深度則在5.3m～5.9m之間，經檢測可知，孔壓測點的埋設水平距離在2.3m 和 2.9m時孔隙水壓力變化基本一致 。但間距在5m處的孔壓，前兩次夯擊時孔壓變化與2.3m 和 2.9m處基本相同，在第三擊時有較大的差異，隨著夯擊次數的不斷增加，孔壓增值越來越小，幾乎處于水平線上。

綜上可知，強夯法在水平方向的擠密范圍較小而且間距超過5m后，孔隙水壓力與夯擊次數之間無關。

（3）原位測試實驗結果

通過采取強夯法對粉細砂層地基土加固處理后，對地基土承載力進行標準貫入和靜力觸探試驗，原位測試試驗結果見圖1與圖2。標準貫入試驗平均擊數為19.6擊，夯后比夯前提高了12.8擊，增長率達188%。靜力觸探ps值平均值為8.56MPa，夯后比夯前增長了4.72MPa，增長率為123%，完全滿足抗震臨界值的相關標準，起到了一定的加固效果。強夯法處理完成后，研究人員對土質進行取樣檢測，發(fā)現位于地面以下10.5m處的淤泥質土的密實性明顯得到增強，由此也表明了采取強夯法對地基進行加固處理，效果顯著。

5.結束語

綜上所述，在對工程軟土地基加固處理時，使用強夯法進行加固處理提高了土體的承載力，降低了土體的壓縮性，能有效控制工程投運后地基的沉降量，同時也消除了地基土體出現液化的可能，可以取得良好的加固效果。實踐證明，使用強夯法對類粉細砂地基土進行加固是可行的，地基經過強夯處理后其土體承載力提升了近2倍。通過使用強夯法對軟土地基進行處理，施工過程中粉細砂中的孔隙水壓力能夠快速消散，只要施工設備安排合理，可以采用不分遍施工技術進行施工，以加快施工進度。

參考文獻：

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