強(qiáng)夯置換法處理地基效果綜合評(píng)價(jià)方法應(yīng)用

羅敏娜

（廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司）

1 引言

強(qiáng)夯置換法是指利用重錘夯擊排開軟土，向夯坑內(nèi)回填塊石、碎石、砂或其他顆粒材料，最終形成塊(碎石)墩，塊(碎石)墩與周圍混有砂石的夯間土形成復(fù)合地基，其承載力和變形模量有較大的提高，而塊(碎)石礅中的空隙為軟土孔隙水的排出提供了良好的通道。經(jīng)過強(qiáng)夯置換法處理的地基，既提高了地基強(qiáng)度，又改善了排水條件，有利于軟土固結(jié)。強(qiáng)夯置換法具有加固效果顯著、工期短、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，可用于處理高飽和度的粉土、流塑～軟塑的黏性土等地基，目前已用于堆場(chǎng)、公路、機(jī)場(chǎng)、房屋建筑、油罐等工程，一般效果良好。《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》J G J79-2022 第6.3.2 條規(guī)定：強(qiáng)夯置換處理地基，必須經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性和處理效果[1-3]。

2 工程概況

工程擬建2～3 層廠房，本工程重要性等級(jí)為三級(jí)，場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí)，地基復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí)，巖土工程勘察等級(jí)總體為乙級(jí)。強(qiáng)夯置換地基處理主要任務(wù)是處理場(chǎng)地內(nèi)的素填土、粉質(zhì)粘土與淤泥，為后期廠區(qū)建設(shè)做準(zhǔn)備，良好的地基處理可以優(yōu)化樁基數(shù)量甚至更換基礎(chǔ)形式以達(dá)到節(jié)省造價(jià)，降低工期的作用。本項(xiàng)目采用6000k N·m 柱錘強(qiáng)夯置換法進(jìn)行地基加固處理，處理深度約8.0m。施工參數(shù)為第一遍6000k N·m 柱錘強(qiáng)夯置換→第二遍6000k N·m 柱錘強(qiáng)夯置換→第三遍4000k N·m 平錘強(qiáng)夯→第四遍1500k N·m 能級(jí)滿夯，主夯點(diǎn)間距5.6～7.6m，等邊三角形布置。本項(xiàng)目地基處理后要求達(dá)到：承載力特征值不小于200k P a，壓縮模量不小于10M P a。

3 地質(zhì)條件

主要土層分布情況如下：

⑴素填土：黃色，稍濕，松散，主要由粉質(zhì)粘土組成，欠壓密；全場(chǎng)均有分布，層厚0.50～5.90m。

⑵粉質(zhì)黏土：灰色、褐紅色，軟塑，主要成分為粘粒，粘性好，土質(zhì)均勻；場(chǎng)地局部地段分布，層厚2.70～4.70m。

⑶淤泥：灰黑色，飽和，流塑，含較多有機(jī)質(zhì)及腐木，稍具臭味；場(chǎng)地局部地段分布，層厚1.20～7.30m。

⑷粉質(zhì)黏土：灰黃色，可塑，主要成分為粘粒，含較多粉細(xì)砂，粘性好，干強(qiáng)度中等；場(chǎng)地局部地段分布，層厚1.00～6.30m。

⑸全風(fēng)化泥巖：黃褐色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，巖質(zhì)極軟，巖芯呈堅(jiān)硬土狀，遇水易軟化；場(chǎng)地局部地段分布，厚度0.90～6.40m。

⑹強(qiáng)風(fēng)化泥巖：紫褐色、深灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，巖質(zhì)極軟，裂隙發(fā)育，巖芯呈半巖半土狀或硬塊狀，遇水易軟化，底部夾中風(fēng)化巖塊；全場(chǎng)均有分布，厚度6.70～28.00m。

4 夯后檢測(cè)及結(jié)果分析

通過采用合理的現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試檢測(cè)方法，確定強(qiáng)夯置換區(qū)域的承載力、壓縮模量和置換墩及加固深度，來綜合評(píng)價(jià)強(qiáng)夯置換地基處理效果。檢測(cè)方法選擇和用途見表1。

表1 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作量統(tǒng)計(jì)

4.1 靜載試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果及分析

強(qiáng)夯置換區(qū)靜載試驗(yàn)合計(jì)檢測(cè)15 個(gè)，其中夯墩8個(gè)點(diǎn)，夯間7 個(gè)點(diǎn)；靜載檢測(cè)點(diǎn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表詳見表2。

表2 強(qiáng)夯置換區(qū)靜載檢測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

⑴夯間土地基最大加載量為360k P a，夯間土在180k P a 時(shí)所有靜載點(diǎn)對(duì)應(yīng)沉降量均不大于0.015 倍板寬，即15.00mm，由表2 得到現(xiàn)場(chǎng)夯間土承載力特征值為180k P a；

⑵夯墩最大加載量為600k P a；夯墩僅第一個(gè)靜載點(diǎn)在0.015 倍板寬（即12mm）時(shí)對(duì)應(yīng)承載力特征值特征值為282k P a，其他靜載點(diǎn)在300k P a 時(shí)所對(duì)應(yīng)的沉降量均不大于0.015 倍板寬，即12.00mm，夯墩承載力特征值為298k P a。

⑶根據(jù)靜載試驗(yàn)可以得出結(jié)論本場(chǎng)地承載力特征值≥200k P a，壓縮模量≥10M P a。

⑷檢測(cè)結(jié)果表明夯間與夯墩差別不大，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)鉆孔資料揭示夯間土的淤泥中擠入大量石塊，擠入的碎石能有效提高樁土應(yīng)力比，使復(fù)合承載力提高，對(duì)后續(xù)構(gòu)筑物的沉降控制有良好的效果。

4.2 重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果及分析

強(qiáng)夯置換區(qū)在夯墩上布置動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測(cè)孔總共布置22 個(gè)，夯后檢測(cè)結(jié)果匯總表詳見表4。

現(xiàn)場(chǎng)重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)檢測(cè)揭示[4]：

⑴強(qiáng)夯置換墩墩體材料密實(shí)度良好。

⑵強(qiáng)夯置換墩底均坐落在良好的持力層之上。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果及分析

標(biāo)貫試驗(yàn)主要作用于檢測(cè)夯間淤泥的加固效果，強(qiáng)夯置換區(qū)夯間土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)檢測(cè)點(diǎn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表詳見表5。

墩間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)表明：經(jīng)強(qiáng)夯置換處理夯間土的淤泥中擠入大量石塊，同時(shí)未擠入石塊的淤泥因?yàn)橛兄脫Q墩的側(cè)向約束墩間土力學(xué)性質(zhì)得到良好改善[5]。

5 結(jié)論

⑴根據(jù)擬建場(chǎng)地地基處理施工情況及檢測(cè)結(jié)果并結(jié)合本項(xiàng)目地質(zhì)情況分析，所采用的地基處理方法總體是適宜的，經(jīng)過相應(yīng)工藝的地基處理后，地基土力學(xué)性能得到明顯改善。

⑵強(qiáng)夯置換深度貫穿整個(gè)淤泥層，置換墩墩體密實(shí)度良好，墩底均坐落在良好的持力層之上。

表3 強(qiáng)夯置換區(qū)復(fù)合地基承載力及壓縮模量計(jì)算

表4 動(dòng)力觸探檢測(cè)點(diǎn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

表5 強(qiáng)夯置換區(qū)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)檢測(cè)點(diǎn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

⑶現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)試驗(yàn)均揭示夯間土的淤泥中擠入大量石塊，擠入的碎石能有效提高樁土應(yīng)力比，使復(fù)合承載力提高，對(duì)后續(xù)構(gòu)筑物的沉降控制有良好的效果。

⑷綜合靜載結(jié)果與動(dòng)力觸探結(jié)果，其承載力特征值可以滿足設(shè)計(jì)要求的200k P a，壓縮模量可以滿足設(shè)計(jì)要求的10M P a?！?/p>