浅谈深地基强夯施工技术

刘锐

(福建省交集集团工程有限公司，福建 厦门 361009）

1 工程概况

某工程面积110000m2，原场地西侧积水区，为使得场平设计标高，需进行填方处理。这个填方区内大多部分都在汇水区，地下水丰富，其最大填土厚度达到25m，并且由于坑底基岩裂隙水的向上补给，若不处理则会造成上面回填料含水率增大，无法达到强夯要求，因此该区域的地基处理难度极高。

本工程采用排水强夯处理技术来解决该区域25m深厚回填土地基处理难题，通过在回填土底部填筑碎石疏水层和设置降水井，利用碎石透水性强的特点，收集坑底地下水、基岩裂隙水以及回填土强夯产生的孔隙水并进行有组织疏排，解决了在深厚回填坑底地下水丰富以及回填料含水率高的强夯过程中的有效疏排水问题，为上部厚层土方回填创造条件；采用分层强夯法进行地基处理，并采用高夯击能提高地基承载力，降低其压缩性，缩短多遍强夯的间隔时间以便连续作业，缩短了施工工期，也提高了超厚回填土方在地下水丰富区域的强夯质量。

2 关键技术要点

2.1 坑中只需设置2个降水井，无需设置竖向插管降水网和外围集水井即可抽排透水层中集积的渗透水，有效缩短工期，降低施工及维护成本。

2.2 回填料不受粒径限制，可充分利用场地内的挖方回填，更有效节省能源和降低成本；可根据不同区域的地基承载力要求，分别采用强夯置换碎石，局部换填碎石等技术措施，优化设计的同时更经济合理。

2.3 采用分层回填和二次强夯的方法,强夯处理深度可达25m，回填土表层回弹模量与强度高，工后沉降小，可有效保证地基基础承载力。

2.4 坑底采用碎石填筑疏水层，利用其透水性强的特点，收集坑底地下水、基岩裂隙水以及回填土强夯产生的孔隙水，通过有组织疏排，保持地下水位低于碎石透水层，有效保证了上部回填土层的顺利进行。

2.5 无需堆载预压，工期短，更利于工期紧的现代工程。

2.6 降水井保留至后期土建地下室施工，为基底降水提供了方便，集水降水井还可保留作为后期园林绿化及景观水体的水源，达到节约用水、环保的效果。

3 深厚地基排水强夯处理

3.1 强夯施工工艺流程（如图1）

3.2 操作要点

3.2.1 坑底铺设碎石透水层

a.将回填区域废弃采石坑的积水抽干，并将坑底的淤泥、杂物清理干净。b.在回填区坑底铺设碎石疏水层，碎石粒径5～15cm疏水层厚度视基底地形而定，高处不填，低处多填（该工程最厚处为2.5m），对渗漏地下水的基层必须用碎石疏水层覆盖。c.碎石疏水层表面满铺土工布，相互搭接15cm，以防土料落入而影响排水效果。

3.2.2 土方回填

a.回填料要求

①回填料主要为场地内开山土石料，一般要求采用级配良好的碎石或块石料，粒径不超过50cm；②回填料杂质含量不得超过5%，耕植土、腐质土及建筑垃圾应清除；③建筑物下交工面宜采用碎石或块石基层，其它地段交工面可铺设1～2m厚碾压处理的粘性土作为基层。

b.回填施工

①坑底距回填完成面标高最大填筑高度25m，坑底设计标高15.5m，第 1、2层（分层厚度控制在4～7m）分别填至设计标高33.0m和40.5m，每层填筑时先从前往后逐一堆置，回头从后向前边卸边推平，注意表面应尽量平整，且必须保持不小于2%的坡度，并设置排洪沟，以利于排水。②回填按由坑四周向中心的施工顺序进行，为适应强夯施工及满足建筑物回填需要达到的条件，按每300m左右为一填筑段，回填作业连续进行。土方回填采取2种方案，堆土区一侧采用大型推土机送土到坑边，另一侧采用挖掘机装土，自卸车从一端绕运到位，做到两侧同时回填均匀上升。当土回填到每一层的设计标高后，均采用大型推土机推土到位。③在降雨前应及时压实作业面表层松土，并将作业面做成拱面或坡面以利排水，雨后应晾晒或对填土面的淤泥进行清除，合格后方可继续填筑。在整个回填过程中，设置专人保证观测仪器与测量工作正常进行，并保护埋设的仪器和测量标志完好。④在堆土料场，不定期对土料进行含水量检测，若含水率较高则需翻晒，达到要求后方可回填。

3.2.3 降水井安装

a.降水井构造（如图2）：采用f800、d=10mm的圆形钢管，底部开成锯齿形孔口，周边开设f 30引水孔，呈梅花形布置，孔距在碎石透水层范围为30cm在上部填土范围为50cm；钢管表面除锈和刷3道防腐漆，降水井外围采用滤网包扎，滤网选用60目尼龙网布，防止碎石、砂土等堵塞孔眼影响排水效果。

图2 降水井大样图

b.降水井设置：降水井从回填区坑底最低处至填土顶面连续设置，以便收集地下水及强夯过程中产生的土体孔隙水，在降水井内设置自动抽水泵将井内的水及时抽走。

c.降水井安装：碎石透水层铺设前，先安装第1段钢管（应高出透水层顶面），再根据上部地基分层回填厚度逐段安装（每段均高出该层回填土顶面15cm为宜），直至安装至填土顶高度。降水井在强夯地基完成后作为地下室施工期间的降水井，并保留作为园林绿化浇灌用水及景观水体的水源。

3.3 强夯施工

a.试夯

①土方回填至设计标高33.0m，平整场地后进行试夯，以确定强夯参数。

②试夯施工完毕后，我司根据夯击数～夯沉量关系曲线图以及已往施工累积经验为指导进行不间断施工。在试夯临近结束时，根据经验自行分析数据，如试夯时无异常情况或异常数据，则按施工组织中机械设备的安排情况和场地强夯施工面的具备情况组织机械设备进场。设计单位确定最佳施工参数（见表1）后，组织正式的大面积地基强夯施工。

3.4 强夯施工

本项目25m厚回填区域分2层强夯，第1层作业面在设计标高33.0m处，点夯夯击能为5000kN·m，夯点间距 6m×6m；第 2层作业面在设计标高40.5m处，点夯夯击能为4000kN·m，夯点间距 5m×5m；满夯夯击能为2000kN·m。

a.点夯：采用高夯击能，按设计要求测放夯点位置后，行走强夯机械到夯位，转动机械臂使夯锤对正夯点，然后起吊夯锤（重20t）至自动脱钩下落夯击地基，重复上述步骤夯击同一夯点，当夯击达到收锤标准时，移动机械到下一夯点施工，直至完成全部点夯。点夯夯击前，通过水准仪、塔尺测量夯点地面和锤顶标高，夯锤夯击下落后再次测量，以记录每击夯沉量，测量时应测锤中心标高，每次夯击均做好记录。

b.满夯：对点夯后的区域推平夯坑进行满夯，行走机械到预定位置，调节好夯击能后转动机械臂使夯锤对正起始位置，起吊夯锤（重20t）至预定高度后自动脱钩下落夯击地基，达到设计锤击数后，移动夯锤使将要施工夯点与已施工夯点搭接（不小于14夯锤底面积）后起吊夯锤进行夯击。重复上述步骤直到夯完所有夯区，施工现场如图3。

图3 强夯施工现场

c.整平场地并测量夯后标高。

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3.5 强夯施工注意事项

强夯时，夯点应测放准确，尽量减小误差，并尽量有规律有序夯击，防止漏夯或偏差过大等，根据特殊情况可适当调整参数，以利于得到最佳夯实效果。如遇到异常现象应及时通知甲方、设计和监理各方共同研究处理措施。强夯时如遇到以下特殊情况应引起重视，包括：

a.夯点夯坑冒水：应立即停止该点夯击，并下泵抽水，如果频繁冒水，则表明场地地下水位高，地下水较丰富，将严重影响加固效果，应利用降水井把场地地下水降至强夯有效影响深度以外。

b.隆起过大：如果夯坑周围土隆起过大，则表明土层含水量过高，土质太软而使夯击能量大部分未能向下传递而消耗在表层土中，达不到加固效果，此时应停止夯击。

c.夯坑过深导致起锤困难：夯坑较深而又未明显隆起，但又达不到收锤标准，此时应停止夯击，记录该位置，待空隙水压力消散后再进行第2、3遍和其后各遍夯击，直至满足设计要求为止。

d.遇雨天应停止施工，并做好夯坑点及场地疏排水工作。

3.6 强夯后自检

施工完毕后应及时自检，根据自检数据进行分析，评价夯击效果，如发现问题应立即采取补夯或其它有效的补救措施。

结束语

本工程地基经强夯处理后，进行了瑞雷波试验和平板载荷试验，结果表明场地地基承载力均达到160kPa以上，满足设计要求；地基变形模量最小、最大值分别为23.6，57.5MPa；基床系数最小、最大值分别为18.4，32.4MPa。根据建筑物建成后的沉降变形监测成果，15栋建筑物各观测点最大累计沉降量37.24mm，差异沉降小于0.1%，满足设计要求。该技术在建设工程中具有适应性并可实现工程的最大效益目标。

[1] 武幼波.论地基强夯处理[J].山西建筑，2008（34）.