用强夯法加固软基的实例分析

王玉江，刘培玉

（1.沧州水利勘测设计院，河北省沧州市交通北大道21－1号 061001；2.天津中北港湾工程建设监理有限公司，天津市和平区大连道4号 300040）

强夯法［1］也称动力固结法，它是通过夯锤从高处自由落下，冲击、夯实土体，使得土体体积压缩、孔隙减小、强度提高、压缩性降低，以达到对软土地基加固的目的。影响强夯加固效果的主要因素是强夯参数，包括单击夯击能、最佳夯击能、夯击遍数、相邻两遍夯击的间歇时间和夯点布置等。

1 工程概况

某拟建工程场地位于沧州市东部，现场地势平缓，场地内的水塘基本已被填平，原始地形地貌已遭到破坏，且回填完成刚满1年，基础设计要求地基承载力fak≥120 k Pa，沉降满足不同建筑要求。根据《岩土工程勘察报告》中9.0 m以上岩性及其物理力学性质的差异将本场地分为A，B，C三个区，如图1所示，各区地质层岩性见表1。

表1 地层岩性统计表

由表1可知，揭露地层第1层素填土和第2层杂填土需要进行处理，A区需处理深度为4.0 m，B区需处理深度为6.0 m，C区需处理深度为9.0 m。

2 主要技术难点

根据现场工程地质及施工情况，主要技术难点在于：

1)粘土层的渗透性较差，且地下水位较高，水位埋深1.7 m，夯击过程中产生的超静孔隙水压力不易消散，夯击间隙时间需加长;

2)在强夯加固软土地基的实践中，如果施工工艺不合理，软弱黏性土由于强夯产生的超孔压无法消散而出现橡皮土现象，难以达到地基加固的目的［2］，且夯击能浪费比较严重，土体得不到有效夯实，夯坑周围土体隆起较严重，有效夯实系数较低;

3)土中粘粒含量较高，夯击后起锤较困难，每遍夯击数只能达到2～3击;

4)场地中存在暗塘，夯机行走较困难，工作存在风险。

3 施工工艺及参数选择

按照各区域试夯前后地基的检测结果以及工程难点，优化调整初定的各施工技术参数，确定大面积强夯施工工艺。整个场地按照填土深度不同，将强夯处理深度分为A(＜4 m)，B(4～6 m)，C(6～9 m)三个区域。

1)点夯夯击能按照低能量多遍数的原则，分为三遍，布置形式见图2。A区夯击能1 000 kN·m，B区夯击能2 000 kN·m，C区夯击能3 000 kN·m，并且第三遍点夯夯击能减半。

3)整场地采用砂井联合明渠排水的方式进行排水，大面积强夯前保证地下水位低于地表面3～4 m，不影响强夯施工为宜［3］。

4)强夯每遍间隙时间为5～6 d，保证超静孔隙水压力的消散和强夯的加固效果。

5)夯机行进中，专人指挥、专人驾驶，并携带钢板，随时保证夯机的安全运行。

4 强夯加固效果分析

为合理评价强夯参数条件下的强夯加固效果，在强夯结束后14～30 d对夯后场地分别做原位测试(标准贯入试验)和平板载荷试验。

4.1 标准贯入试验

根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)规定，标准贯入试验落锤63.5 kg，落距76 cm，采用机械落锤法进行连续锤击，锤击速率小于30击/min。本工程标准贯入试验按网距225 m2布置一个检测点，共布置480个检测点位，测试深度4.3～8.3 m。其夯后修正后的标贯击数平均值与夯前修正后的标贯击数平均值对比见表2。

表2 夯前夯后回填土层修正后标贯击数平均值

4.2 平板载荷试验

在A，B，C三区分别做一组平板载荷试验。试验中采用慢速加载，承压板面积0.5 m，按设计承载力的2倍(即240 kPa)加载，加荷按20 kPa为一级，第一级加40 kPa，共计11级。卸载按2倍的加载为一级，共计6级。按载荷板试验成果绘制P～S曲线，见图4。

图4 A，B，C三区P～S曲线

4.3 强夯效果

现场检测试验的结果表明，场地内的地基承载力完全满足地基基础的设计要求，达到fak≥120 kPa，说明本工程的软土地基强夯加固的效果明显，充分证明了强夯法是一种十分有效的地基处理方法。

5 结语

本次强夯圆满完成工程预定施工面积。强夯施工工艺符合设计要求，施工过程做好各项记录并及时报业主与监理。本工程施工质量达到合格，各分项工程一次性交验合格率达到100%。此次强夯施工工艺及参数可作为饱和软粘土强夯施工的一些参考。

［1］ 徐至钧，张亦农.强夯和强夯置换法加固地基［M］.机械工业出版社，2004.

［2］ JGJ79-2012建筑地基处理技术规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2013.

［3］ 徐超，李军世，赵春风.预夯和降低地下水位对强夯效果的研究.岩土工程学报，2004(9):607-611.