大能級(jí)強(qiáng)夯技術(shù)在山區(qū)高填方地基處理工程中的應(yīng)用

雷小喜

強(qiáng)夯技術(shù)的應(yīng)用可以提高山區(qū)高填方地基處理水平，保證地基的承載力。相較于傳統(tǒng)的地基夯實(shí)，強(qiáng)夯技術(shù)的沖擊力較大，對(duì)保證夯實(shí)效果具有重要作用，需要注意的是在夯實(shí)的過(guò)程中需要做好地質(zhì)狀況考察，一些不穩(wěn)定的地基層不宜使用強(qiáng)夯技術(shù)，會(huì)破壞土地結(jié)構(gòu)，影響地基穩(wěn)定性。因此，需要結(jié)合具體的地質(zhì)情況進(jìn)行施工，以防施工不當(dāng)，影響施工效果。

1 工程概況

貴州省畢節(jié)市第三人民醫(yī)院（傳染病院）及市公共衛(wèi)生中心項(xiàng)目總占地面積183 534 m2，地上面積136 780 m2，地下面積46 754 m2，總樓棟13 棟，結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)區(qū)域地貌特征，所建工程位于杭瑞高速路北側(cè)，屬于山地地貌，地勢(shì)總體東北高西南低。場(chǎng)地主要由空地、果林組成，地形起伏較大。鉆探地面高程1 357.81 ～1 400.20 m，地形相對(duì)高差為42.39 m。擬建場(chǎng)地的區(qū)位條件較好，交通便利，無(wú)光纜、電線穿過(guò)，場(chǎng)區(qū)附近有居民用的電線。

通過(guò)對(duì)該區(qū)域地質(zhì)實(shí)地勘察，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的下巖層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并未出現(xiàn)多巖層，地質(zhì)比較穩(wěn)定，結(jié)合地質(zhì)資料，該區(qū)域并未出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害和不良地質(zhì)現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)地勘探，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域巖層為單斜巖層。

該區(qū)域主要有四層巖層，其中下層基巖為泥質(zhì)灰?guī)r，上覆第四系土為素填土、紅粘土，地下巖層穩(wěn)固。此外，還對(duì)地下巖層結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行了勘察，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有大的斷裂層通過(guò)，地下巖層分布均勻，未出現(xiàn)巖層空白區(qū)域。

2 大能級(jí)強(qiáng)夯技術(shù)在山區(qū)填方地基處理工程中的應(yīng)用

2.1 強(qiáng)夯工藝流程及施工方法

針對(duì)一些填土地段，需要采用強(qiáng)夯工藝確保地基滿足工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，其中樁基礎(chǔ)、邊坡段的普通地基壓實(shí)系數(shù)要大于0.97。為了保證強(qiáng)夯質(zhì)量，需要規(guī)范工藝流程，結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行施工，具體的施工程序主要包括以下幾個(gè)步驟。第一，施工準(zhǔn)備。施工準(zhǔn)備包括人員技術(shù)交底、機(jī)械設(shè)備就位、準(zhǔn)備原材料等工作內(nèi)容，這些準(zhǔn)備工作均應(yīng)做好。第二，基底處理。基底填土工作完成后，保證表面平整，沒(méi)有大型的塊狀雜物。第三，回填并壓實(shí)?；靥? m 土層后夯實(shí)，保證夯實(shí)的緊密性。第四，分層填筑。與傳統(tǒng)的分層地基碾壓不同，尤其是山區(qū)地基填方時(shí)，容易出現(xiàn)地基不穩(wěn)定的現(xiàn)象，導(dǎo)致邊坡穩(wěn)固性較差，因此需要采用強(qiáng)夯法進(jìn)行分層夯實(shí)，以保證夯實(shí)質(zhì)量和夯實(shí)的緊密性。第五，夯實(shí)處理并驗(yàn)收。經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯處理后，對(duì)所夯實(shí)的地基進(jìn)行驗(yàn)收，確保符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

強(qiáng)夯工藝的主要操作方法包括強(qiáng)夯試夯、施工放樣、施工夯擊、夯坑回填等操作方法。

（1）強(qiáng)夯試夯。強(qiáng)夯試夯方法是確定地基夯實(shí)參數(shù)的重要方法，在試夯時(shí)需要建立夯實(shí)區(qū)域，夯實(shí)區(qū)域不宜過(guò)小，應(yīng)大于400 m2。此外，試夯并不是在最初強(qiáng)夯階段進(jìn)行，而是在填筑高度達(dá)4 m后進(jìn)行試夯，在試夯時(shí)應(yīng)采用信息化的施工方式，將所有的因素考慮在內(nèi)，從而保證所確定的參數(shù)符合實(shí)際工作要求，并能根據(jù)具體情況調(diào)整參數(shù)。

（2）施工放樣。施工放樣是保證強(qiáng)夯施工質(zhì)量的首要條件，在強(qiáng)夯施工之前，需要根據(jù)夯實(shí)場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，并確定強(qiáng)夯中心線，并對(duì)所測(cè)量的夯點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，保證夯實(shí)施工順利進(jìn)行。此外，需要注意的是在施工放樣時(shí)，如果和試夯標(biāo)準(zhǔn)存在較大差異，應(yīng)重新試夯。

（3）施工夯擊。施工夯擊不是任意、無(wú)目的地夯擊，每一個(gè)夯擊均應(yīng)滿足高度要求。在具體的操作中應(yīng)注意夯錘的停頓，當(dāng)夯錘到達(dá)一定高度時(shí)，不應(yīng)立即落下，而應(yīng)稍作停留，然后在夯錘穩(wěn)定之后再提升，脫鉤之后再落下。此外在落錘的時(shí)候，均需保證平穩(wěn)，如果落錘有傾斜，需要填平之后，才能進(jìn)行下次夯擊[1]。

（4）夯坑回填。夯坑回填指的是在完成夯實(shí)工作后，要對(duì)夯坑進(jìn)行填充，主要使用推土機(jī)填充，需要注意的是，土體填充的高度應(yīng)不低于10 cm，同時(shí)高于5 cm。此外，防抗回填后需要進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)，確保夯實(shí)到位，對(duì)于發(fā)現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題應(yīng)及時(shí)修正，確保符合夯實(shí)要求[2]。

2.2 加固工程強(qiáng)夯具體操作要求

2.2.1 強(qiáng)夯試夯

采用振動(dòng)碾壓法填筑邊坡高度在達(dá)到4 m 時(shí)需檢測(cè)填土壓實(shí)度，若未達(dá)到要求，采用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)；采用堆填法分層填筑，每次厚度50 cm，采用振動(dòng)碾壓法進(jìn)行碾壓，填筑厚度達(dá)到4 m后進(jìn)行試夯；選取不小于20 m×20 m 的區(qū)域作為試夯區(qū)，按試夯確定的夯擊參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)夯處理[3]。強(qiáng)夯施工屬信息化動(dòng)態(tài)施工，應(yīng)按試驗(yàn)區(qū)檢測(cè)成果確定參數(shù)，根據(jù)施工及周邊實(shí)際作適當(dāng)調(diào)整。

2.2.2 設(shè)計(jì)強(qiáng)夯參數(shù)

施工遍數(shù)：二遍點(diǎn)夯，滿夯一遍。夯點(diǎn)布置：點(diǎn)夯采用5 m×5 m 正方形布置，滿夯按1/4 錘印搭接。夯擊擊數(shù)：點(diǎn)夯8 ～12 擊，滿夯2 擊。

第一遍：點(diǎn)夯，能級(jí)4 000 kN·m，正方形布置，夯點(diǎn)間距2D（暫定為5 m×5 m）。插孔布點(diǎn)，以最后兩擊貫入度≤10 cm 作為控制擊數(shù)，且不宜小于12 擊。第一遍夯完后，將夯點(diǎn)用填料填平，進(jìn)行第二遍夯[4]。

第二遍：能級(jí)采用4 000 kN·m，正方形布點(diǎn)，夯點(diǎn)間距為5 m×5 m。以最后兩擊貫入度≤10 cm 作為控制擊數(shù)，且不宜小于8 擊。

第三遍：滿夯一遍采用1 500 kN·m，錘印搭接1/4，每點(diǎn)3 擊。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回填土的實(shí)際性狀，按照規(guī)范確定每遍夯完后的休止期。圖1 為強(qiáng)夯處理施工點(diǎn)夯布置圖，圖2 為填挖交界處強(qiáng)夯剖面圖，圖3 為邊坡段強(qiáng)夯處理平面布置圖，圖4 為邊坡段強(qiáng)夯處理剖面圖，圖5 為滿夯處理平面布置圖。

圖1 強(qiáng)夯處理施工點(diǎn)夯布置圖（來(lái)源：作者自繪）

圖2 填挖交界處強(qiáng)夯剖面圖（來(lái)源：作者自繪）

圖3 邊坡段強(qiáng)夯處理平面布置圖（來(lái)源：作者自繪）

圖4 邊坡段強(qiáng)夯處理剖面圖（來(lái)源：作者自繪）

圖5 滿夯處理平面布置圖（來(lái)源：作者自繪）

2.2.3 施工觀測(cè)

第一，觀測(cè)、記錄、分析每夯點(diǎn)每擊夯沉量、累計(jì)夯沉量（坑深）、夯坑體積、地面隆起量、相鄰夯坑的側(cè)擠情況、夯后地面平均下沉量。繪制N-s 單點(diǎn)夯擊關(guān)系曲線，進(jìn)行隆起、側(cè)擠計(jì)算，確定飽和夯擊能和最佳夯擊能及最佳單點(diǎn)夯擊數(shù)。第二，觀測(cè)孔隙水壓力消散情況，分析確定間歇時(shí)間。第三，深層變形測(cè)試，確定強(qiáng)夯的有效加固深度。第四，深層水平位移測(cè)，提供強(qiáng)夯時(shí)，水平擠壓位移變形的安全距離。第五，強(qiáng)夯振動(dòng)影響測(cè)試，提出強(qiáng)夯對(duì)振動(dòng)影響最小的安全距離和相應(yīng)的工程措施與建議。

2.3 虛填土強(qiáng)夯試夯具體操作要求

選取不小于20 m×20 m 的區(qū)域作為試夯區(qū)，按試夯確定的夯擊參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)夯處理。強(qiáng)夯施工屬信息化動(dòng)態(tài)施工，應(yīng)按試驗(yàn)區(qū)檢測(cè)成果確定參數(shù)，根據(jù)施工及周邊建筑實(shí)際情況，可作適當(dāng)調(diào)整。單擊夯擊能：點(diǎn)夯能級(jí)10 000 kN·m，滿夯能級(jí)1500 kN·m。有效加固深度為：12 m。施工遍數(shù)：二遍點(diǎn)夯，滿夯一遍。夯點(diǎn)布置：點(diǎn)夯采用7 m×7 m 正方形布置，滿夯按1/4 錘印搭接。夯擊擊數(shù)：點(diǎn)夯8 ～12 擊，滿夯2 擊。

第一遍：點(diǎn)夯，能級(jí)10 000 kN·m，正方形布置，夯點(diǎn)間距2D（暫定為7 m×7 m）。插孔布點(diǎn)，以最后兩擊貫入度≤20 cm 作為控制擊數(shù)，且不宜小于12 擊。第一遍夯完后，將夯點(diǎn)用填料填平，進(jìn)行第二遍夯。

第二遍：能級(jí)采用10 000 kN·m，正方形布點(diǎn)，夯點(diǎn)間距為7 m×7 m。以最后兩擊貫入度≤20 cm 作為控制擊數(shù)，且不宜小于8 擊。

第三遍：滿夯一遍采用2 000 kN·m，錘印搭接1/4，每點(diǎn)3 擊。

3 大能級(jí)強(qiáng)夯技術(shù)在山區(qū)填方地基處理中的保障措施

為了保證大能級(jí)強(qiáng)夯技術(shù)的實(shí)施，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)制定了質(zhì)量、安全等保障措施，具體如下。

第一，施工質(zhì)量保障措施。對(duì)施工前、中、后進(jìn)行了質(zhì)量控制，施工前確定了強(qiáng)夯區(qū)域、夯錘重量以及對(duì)具體施工步驟，并在施工中對(duì)施工程序、施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，確保滿足施工要求。施工結(jié)束后，進(jìn)行了承載力減壓，以確保地基強(qiáng)度。

第二，制定強(qiáng)夯地基質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，確保夯實(shí)次數(shù)保持在2 ～4 遍。此外，還對(duì)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行了控制，包括夯后原位、夯前原位測(cè)試等，確保滿足要求[5]。

第三，做好施工安全保障工作。要求人員按要求施工，對(duì)機(jī)械設(shè)備使用進(jìn)行安全培訓(xùn)，比如吊車應(yīng)在負(fù)荷范圍內(nèi)施工，人員需要站在施工安全范圍內(nèi)，人員距離夯點(diǎn)應(yīng)在10 m 以上，吊車施工時(shí)人員不應(yīng)站在吊臂和吊車的正前方。

第四，制定施工規(guī)則。為了保證安全施工，應(yīng)制定施工規(guī)則，規(guī)范員工的施工行為，對(duì)于違反施工規(guī)定的人員給予嚴(yán)厲處罰和警告，以確保施工質(zhì)量。

第五，人員和設(shè)備保障工作。強(qiáng)夯對(duì)人員有較高要求，為保證施工質(zhì)量，配備了相應(yīng)的施工人員。此外，還準(zhǔn)備了相應(yīng)的設(shè)備，比如強(qiáng)夯機(jī)、吊車、挖掘機(jī)等，為應(yīng)用強(qiáng)夯技術(shù)創(chuàng)造了有利條件。

4 結(jié)語(yǔ)

強(qiáng)夯技術(shù)是地基處理的一種處理方式，對(duì)保證地基穩(wěn)定、滿足建筑建設(shè)要求具有重要作用。本次工程位于山區(qū)，在強(qiáng)夯的過(guò)程中應(yīng)確定夯錘高度以及夯實(shí)范圍，確保強(qiáng)夯質(zhì)量。強(qiáng)夯結(jié)束后，還應(yīng)采用震動(dòng)碾壓進(jìn)行施工，確保地基平整。

此外，還應(yīng)做好質(zhì)量和安全保障工作，做好細(xì)節(jié)方面的質(zhì)量控制工作，比如回填厚度控制、夯實(shí)次數(shù)控制等。