高能級強(qiáng)夯置換在軟基處理中的應(yīng)用

李健華　程路

摘 要：論文介紹了高能級強(qiáng)夯置換在某港區(qū)地基處理中的應(yīng)用實(shí)例，對各種不利因素情況下的強(qiáng)夯參數(shù)及工藝、技術(shù)方法等進(jìn)行了研究，對出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：高能級強(qiáng)夯置換；軟土處理；質(zhì)量控制

中圖分類號：TV223 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—7973（2018）4-0049-02

1 前言

隨著近年來施工工藝與施工機(jī)械的不斷改進(jìn)，各種大型工業(yè)建筑物不斷地出現(xiàn)，對地基承載力的要求也越來越高。高能級強(qiáng)夯置換處理軟土地基法因此得到廣泛應(yīng)用，因其施工工藝與強(qiáng)夯法相似，固也是強(qiáng)夯法加固軟土地基的一種衍生方法。在強(qiáng)夯置換過程中，土體結(jié)構(gòu)破壞，但隨著時間的增加，土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會得到恢復(fù)。粒料墩一般都有較好的透水性，使土體中超孔隙水壓力消散，產(chǎn)生固結(jié)。強(qiáng)夯置換解決了強(qiáng)夯的局限性，兩種方法相結(jié)合，得到了越來越多的應(yīng)用。

本文以壽光港液化品油罐區(qū)工程地基處理為例，針對性地進(jìn)行高能級強(qiáng)夯置換處理粉土地基的研究，主要內(nèi)容如下：

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

以壽光港液體化工儲運(yùn)項(xiàng)目成品油罐區(qū)工程地基處理為例，項(xiàng)目主要建筑包括2座5000消防水罐、16座7000油罐、綜合辦公樓、變電所、消防泵房、消防車庫及控制室、汽車裝卸車臺等構(gòu)筑物。施工處理場地土質(zhì)以粉土和粉質(zhì)粘土為主。

2.2 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

對于消防水罐和油罐，設(shè)計定為15000KN·m高能級強(qiáng)夯置換施工。設(shè)計工藝如下：

第一遍15000KN·m能級強(qiáng)夯夯點(diǎn)以12m為半徑圓形布點(diǎn)，在靠近罐直徑邊緣的位置局部調(diào)整夯點(diǎn)位置，確保第一遍置換點(diǎn)全部位于儲罐中心位置及環(huán)墻基礎(chǔ)下；

第二遍15000KN·m能級強(qiáng)夯夯點(diǎn)為第一遍夯點(diǎn)中間布點(diǎn)。收錘標(biāo)準(zhǔn)：最后兩擊的平均夯沉量不大于30cm；

第三遍8000KN·m能級強(qiáng)夯置換，夯點(diǎn)為第二遍夯點(diǎn)正中間插點(diǎn)，正方形布點(diǎn)，夯點(diǎn)間距5.3m；收錘標(biāo)準(zhǔn)：最后兩擊平均夯沉量不大于20cm；

第四遍4000KN·m能級強(qiáng)夯，夯點(diǎn)為第三遍夯點(diǎn)中間插點(diǎn)，正方形布置，夯點(diǎn)間距5.3m。收錘標(biāo)準(zhǔn)：最后兩擊平均夯沉量不大于10cm。滿夯能級為1500KN·m，每點(diǎn)兩擊，夯兩遍，夯印要求搭接1/3面積，滿堂處理。第四遍點(diǎn)夯以及滿夯為低能級施工，本文不做討論。圖1為高能級強(qiáng)夯置換布點(diǎn)圖

2.3 施工工藝

2.4 施工質(zhì)量控制

（1）正式施工前，應(yīng)進(jìn)行試夯試驗(yàn)以確定單擊能夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)等參數(shù)。

（2）開夯前應(yīng)檢查夯錘的質(zhì)量和落距，以確保單擊夯能符合設(shè)計要求。

（3）在夯擊前，應(yīng)對夯點(diǎn)放線進(jìn)行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差及時糾正。

（4）按要求檢查每個夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)，每擊的夯沉量。

（5）施工過程中，應(yīng)對各項(xiàng)參數(shù)及情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。

（6）施工后，綜合分析測量記錄，然后做出初步評價，并進(jìn)行總結(jié)。

2.5 出現(xiàn)的問題及解決措施

2.5.1 墩長達(dá)不到設(shè)計墩長

2013年1月進(jìn)行試夯區(qū)高能級強(qiáng)夯施工，試夯區(qū)表層0.8～6.5m內(nèi)為素填土，素填土以下為粉土和粉質(zhì)粘土。由于降雪天氣，試夯區(qū)場地含水量較大。當(dāng)填料厚度不超過夯坑深度的1/3時，出現(xiàn)吸錘現(xiàn)象。為保證施工的正常進(jìn)行，將第一次填料填滿夯坑，之后填料厚度為夯坑深度的1/2～2/3左右。同時，進(jìn)場石料含泥量、含水量偏大，且天氣較冷，石料結(jié)凍。為保證強(qiáng)夯質(zhì)量，停錘控制標(biāo)準(zhǔn)改為：倒數(shù)第三擊夯沉量不大于40cm，最后兩擊平均夯沉量不大于30cm。檢測結(jié)果為：夯點(diǎn)承載力達(dá)到設(shè)計要求，但墩長和處理深度略小于設(shè)計要求。

在3月份正式施工時，場地施工條件和石料質(zhì)量均有所提高，為保證墩長和處理深度均達(dá)到設(shè)計要求，第一次填料厚度為夯坑深度的1/2左右，之后填料深度為夯坑深度的1/3左右。同時，停錘控制標(biāo)準(zhǔn)改為：最后兩擊的平均夯沉量不大于20cm，且夯點(diǎn)累計夯沉量不小于9米。檢測結(jié)果為：所有處理場地承載力滿足設(shè)計要求，有效加固深度大于10m，也均滿足設(shè)計要求。

原因分析：①強(qiáng)夯置換施工時，一次填料較多，施工過程中只能對置換料和軟基起到擠密和壓縮作用。②軟基側(cè)向約束力小，施工時置換料向兩側(cè)擠出，無法送料至設(shè)計深度。

防治措施：盡量減小一次填料的厚度。夯坑填料堅持“少喂料，喂好料”的原則，每次填料厚度不超過夯坑深度的1/3～1/2。

2.5.2 夯擊過程中出現(xiàn)夯錘歪斜，造成夯擊能損失

夯錘在下落過程中，錘體傾斜，夯擊能損失；同時，在一個夯點(diǎn)的多次夯擊過程中，脫錘時脫鉤器擺動較大，導(dǎo)致夯錘落點(diǎn)出現(xiàn)偏移，處理面積加大，處理效果變差。

原因分析：脫鉤器不靈敏，掛鉤與夯錘吊鉤間的摩阻力大，脫鉤時造成夯錘偏斜落下。夯錘為柱錘時，重心較高或重心偏離軸線，造成施工時出現(xiàn)夯錘偏斜。夯坑內(nèi)填料面為斜面，填料不密實(shí)。

防治措施：①改善脫鉤器，保證脫鉤靈敏，定期在掛鉤和夯錘吊鉤處涂抹潤滑油。②更換符合要求的夯錘。定期清理夯錘透氣孔。③夯坑填料時，保證填料體積相對均勻，填料后，對填料平面進(jìn)行整平。同時，在提錘前，使用夯錘輕壓填料面，保證填料的密實(shí)。

2.5.3 石料質(zhì)量不佳導(dǎo)致處理效果差

2012年12月降雪較多，石料含泥量、含水量大，石料結(jié)凍，在強(qiáng)夯置換施工過程中，夯坑吸錘，強(qiáng)夯置換效果較差。2013年3月進(jìn)場石料多為針片狀，在施工過程中，夯坑多次填料，仍達(dá)不到停錘標(biāo)準(zhǔn)。同時，在使用鏟車填料過程中，鏟車對夯坑周邊碾壓，導(dǎo)致周圍土體塌落，夯坑內(nèi)泥土增多，影響置換效果。

防治措施：①在施工前，對強(qiáng)夯場地內(nèi)的雪進(jìn)行清除。在填料時，將石料表面雪層清除，對石料進(jìn)行篩選，盡量選用未結(jié)凍的石料。②禁止使用強(qiáng)度較低的針片狀石料。③在使用鏟車填料過程中，鏟車距離夯坑一定距離時便傾倒石料。由于夯坑較大，需填料次數(shù)較多，禁止在同一地點(diǎn)多次填料，以減少對夯坑周圍土體的碾壓。

2.5.4 雨季對強(qiáng)夯置換的影響

2013年5月陰雨天氣較多，施工現(xiàn)場低洼處出現(xiàn)積水，部分夯坑內(nèi)出現(xiàn)少量積水。

防治措施：①在施工現(xiàn)場周圍開挖排水溝，保證場地內(nèi)排水通暢，防止場地外的積水匯流到施工場地內(nèi)。②隨時掌握天氣情況，降雨前用壓路機(jī)碾壓場地，特別是夯坑已回填的場地，防止雨水下滲。對于場地低洼處或夯坑內(nèi)積水，應(yīng)立即用污水泵排出，防止場地或夯坑長時間浸泡。③降雨后，不應(yīng)立即強(qiáng)夯施工，地表無積水條件下晾曬2天后，主夯和原點(diǎn)加固夯施工方可進(jìn)行；晾曬3天后，滿夯施工可進(jìn)行。

2.6 質(zhì)量檢驗(yàn)

檢查施工過程中的各項(xiàng)測試數(shù)據(jù)和施工記錄，不符合設(shè)計要求時應(yīng)補(bǔ)夯或采取其他有效措施。強(qiáng)夯置換施工中可采用超重型或重型圓錐動力觸探檢查置換墩著底情況。檢驗(yàn)墩直徑與深度應(yīng)符合設(shè)計要求。

強(qiáng)夯處理后的地基竣工驗(yàn)收承載力檢驗(yàn)，應(yīng)在施工結(jié)束后間隔一定時間方能進(jìn)行，對于粉土和粘性土地基可取14～28d。強(qiáng)夯置換地基間隔時間可取28d。

強(qiáng)夯置換后的地基竣工驗(yàn)收時，承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用除單墩荷載試驗(yàn)檢驗(yàn)外，也應(yīng)采用動力觸探等有效手段查明置換墩著底情況及承載力與密度隨深度的變化。

竣工驗(yàn)收承載力檢驗(yàn)的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)場地復(fù)雜程度和建筑物的重要性確定。對于場地上的一般建筑物，每個建筑地基的載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于3點(diǎn)；對于復(fù)雜場地或重要建筑地基應(yīng)增加檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)。強(qiáng)夯置換地基載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)和置換墩著底情況檢驗(yàn)數(shù)量均不應(yīng)少于墩點(diǎn)數(shù)的l%，且不少于3點(diǎn)。

3 結(jié)語

本文通過對高能級強(qiáng)夯置換法在港區(qū)軟基處理中的實(shí)際工程應(yīng)用研究，對施工工藝、參數(shù)確定、質(zhì)量問題及預(yù)防措施等進(jìn)行了總結(jié)，為同類型地基處理方法提供了一些參考。

參考文獻(xiàn)：

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