强夯施工实例浅谈

赵　颖　董克启　刘　刚

摘要：文章介绍了强夯处理施工方案就该场地较为成功的运用，并对局部强夯处理不佳特殊情况进行综合性治理，并取得理想效果。在实例中浅谈了强夯对煤矸石地基的处理方法，并简介了强夯法所受约束及互补措施。

关键词：强夯施工；地基土；回填；置换；挤密；承载力

中图分类号：TU472文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）07-0156-02

一、工程概况

1．地理位置及工程概况。河南某铝厂拟建整流车间，场地为长方形，东西长约170m，南北宽约45m，位于拟建电解铝厂房南部。结构类型：五层框架结构。场地特征：场地内分布有耕地、弃窑厂、鱼塘、洼地，地形起伏不平，鱼塘深度最深大于7m。原拟采用钻孔灌注桩，经我们对地质情况分析结合周边地形情况，建议采用强夯处理，处理后要求地基承载力特征值达到250KPa。经试夯施工，强夯法可满足设计要求。

2．地质条件。根据工程地质勘察报告：本场地层主要以粉质粘土、粉砂为主。按岩性和物理力学性质，将勘探深度范围内的地基土划分为6个工程地质单元层，从上至下如下：

杂填土：杂色，稍湿，松散，偶见植物根系，含石块、砖渣，煤矸石等杂填物。整个场地分布不均，底板埋深0～1.4m；

粉土：褐黄色，稍湿，稍密，土质均匀，底板埋深1.2～1.4m。含水量30%，塑限含水量23.5%；

粉质粘土：褐黄色，可塑，底板埋深3.9～4.2 m。含水量23.8%，塑限含水量22.1%；

粉质粘土：褐黄色，硬～可塑，底板埋深7.7～10.1m。含水量24.1%，塑限含水量21.8%；

粉砂：褐黄色，饱和，中密；

细砂：褐黄色，饱和，密实。

3．地下水。场地浅层地下水属孔隙潜水。稳定水位1.20～1.50m左右，水位年变幅2.5m左右。

二、强夯施工

1．处理范围。强夯地基处理范围：拟建筑物基础中线向外外扩6 m。

2．换填及回填。耕地部分场地平整，浅部地层为填土或含水量偏高的粉土、粉质黏土，即层（1）、（2）、（3），承载力较低。在强夯之前开挖至标高29.2m（深度约2.5m），将（1）、（2）层全部挖除，第（3）层挖除部分。之后用煤矸石进行回填，回填厚度约1.8m，处理后煤矸石顶面标高为30.7m，如图1所示。车间南部以坑、鱼塘为主，对此须进行回填至标高31.0m处。

3．填料要求。场地内需铺设180cm左右厚度煤矸石。煤矸石特点：直径300mm左右的块体含量占总量的20%左右为宜，直径50～300mm之间占总量30%左右，直径≤50mm以下者占总量的50%左右。铺好后进行平整碾压。坑、鱼塘部分填料下部采用周边废石料（直径30～70cm）及煤矸石混填；上部2.5m用煤矸石回填：直径300mm左右的块体含量占总量的40%左右为宜，直径50～300mm之间占总量20%左右，直径≤50mm以下者占总量的40%左右。

4．强夯施工艺。第一，置换施工。根据当地地层及上部结构要求，用置换法将煤矸石形成墩体穿透第（3）单元层，进入第（4）单元层，并将第（4）单元层进行强夯致密，以提高其承载力；或将坑塘部分煤矸石整体挤密。当回填层厚度小于等于5m时，采用2000kN·m深层置换挤密点夯一遍，梅花形布点，行点间距3.5m，排点间距3.5m。最后两击平均夯沉量不超过10cm或夯点间发生隆起终止；当填层厚度大于5m时采用3000kN·m深层挤密点夯二遍，梅花形布点，行点间距3.5m，排点间距3.5m。最后两击平均夯沉量不超过15cm或夯点间发生隆起终止。第二，强夯施工。置换后平整场地再采用1000kN·m夯击能进行强夯施工，正方形布点，行点间距3.5m，排点间距3.5m。分二遍施工，一遍点与二遍点施工间隔周期5～7天。每夯点夯击施工时最后两击平均沉降量≤5cm时终止。点夯施工结束后，间隔一周平整场地，采用1000kN·m夯击能进行满夯施工，每点两击，1/4锤印搭接。

三、处理效果及分析

根据自检结果并结合检测部门检测结果显示，强夯地基处理效果较为理想，但局部出现承载力较低情况。针对这些情况，对施工工艺进行分析，运用钻探手段对强夯地基情况进行揭露，查明在同一施工艺下，出现承载力偏低原因如下：

1．局部聚水，孔隙水压力无法消散。施工时受其他交叉作业影响，强夯在局部范围施工时顺序呈周围向内集中施工，周围强夯施工后形成不透水层，加之地下水位浅，土体中孔隙水含量较大，因此产生局部聚水。局部聚水使水位升高，水压力增大，强夯后孔隙水无法排出，孔隙水压力不能很好消散，土体得不到较好压密，强度较低。

2．局部细颗粒煤矸石含量过大。在填料施工时，坑塘处局部细颗料煤矸石含量过大，坑塘内均有水。在强夯施工时，水位以下细颗骨料受夯击能反复冲击后，在水压力下，无法致密，且出现类似液化现象。这种现象同样使承载力大大降低。

3．扰动影响。受场地运输条件限制，本来含水量就高，强夯处理后孔隙水压力不易消散，这些部位又多处于场内运输必经地段，大量运料车自此经过。因此造成强夯处理后，在强度没有恢复的情况下又发生了新的扰动。

由此造成局部地基承载力较低，这些薄弱区会影响到地基的整体稳定性，从而影响到建筑物的安全使用，因此必须对薄弱区进行再次综合治理。

四、薄弱区综合治理方案

鉴于上述强夯地基处理存在的问题及原因，建议采用以下综合处理方案：

1．降水与补夯。先对局部聚水区域进行降水，使地下水位降至煤矸石底层下50cm，再用1000kN·m夯击能进行补夯，使孔隙水压力更快消散，便于土体的强度更快提高。

2．换土垫层。对局部煤矸石细颗粒含量较高的地方进行挖除换填，对排出的孔隙水进行抽动至场外。换填深度为1.5m。换填材料：级配砂石。放坡1：1。褥垫层厚度第一层按50cm，以后角步不大于30cm，用碾压机分层辗压。

3. 满夯与静置。对场区内轮式车辆辗压破坏的地方用500kN·m夯击能满夯2击，静置15天，使土的强度逐渐恢复。恢复期内严禁轮式车辆进入，避免再次扰动。

经综合地基处理后，对薄弱区进行针对性检测，检测结果：动探击数均﹥6，载荷试验检测承载力特征值均不小于250KPa，相应沉降量在2.39～5.45mm，检测结果符合设计要求。

五、结语

在适宜的地质条件与工程环境条件下，强夯法是一种造价低、施工速度快、经济效益好的地基处理方法，但施工时应按强夯机理及工程特性安排合理的施工顺序。较浅的地下水对强夯的影响很大，在类似的工程情况下，应考虑在聚水区先进行降水，再强夯施工，确保工程质量。

参考文献

[1]中华人民共和国建设部．建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2]刘景政，等．地基处理与实例分析[M]．北京：中国建筑工业出版社，1998.

[3]中华人民共和国建设部.建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002.

[4]曾国熙，等．地基处理手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002.

作者简介：赵颖（1968－），男，河南人，河南神火铝业股份有限公司工程师，从事基建工作；董克启（1975－），男，河南人，供职于河南神火铝业股份有限公司，从事基建工作；刘刚（1979－），男，河南人，供职于河南省水文地质工程地质勘察院，从事岩土工程勘察及地基处理工作。