强夯置换法处理地基效果综合评价方法应用

罗敏娜

（广东省建筑科学研究院集团股份有限公司）

1 引言

强夯置换法是指利用重锤夯击排开软土，向夯坑内回填块石、碎石、砂或其他颗粒材料，最终形成块(碎石)墩，块(碎石)墩与周围混有砂石的夯间土形成复合地基，其承载力和变形模量有较大的提高，而块(碎)石礅中的空隙为软土孔隙水的排出提供了良好的通道。经过强夯置换法处理的地基，既提高了地基强度，又改善了排水条件，有利于软土固结。强夯置换法具有加固效果显著、工期短、费用低等优点，可用于处理高饱和度的粉土、流塑～软塑的黏性土等地基，目前已用于堆场、公路、机场、房屋建筑、油罐等工程，一般效果良好。《建筑地基处理技术规范》J G J79-2022 第6.3.2 条规定：强夯置换处理地基，必须经过现场试验确定其适用性和处理效果[1-3]。

2 工程概况

工程拟建2～3 层厂房，本工程重要性等级为三级，场地复杂程度等级为二级，地基复杂程度等级为二级，岩土工程勘察等级总体为乙级。强夯置换地基处理主要任务是处理场地内的素填土、粉质粘土与淤泥，为后期厂区建设做准备，良好的地基处理可以优化桩基数量甚至更换基础形式以达到节省造价，降低工期的作用。本项目采用6000k N·m 柱锤强夯置换法进行地基加固处理，处理深度约8.0m。施工参数为第一遍6000k N·m 柱锤强夯置换→第二遍6000k N·m 柱锤强夯置换→第三遍4000k N·m 平锤强夯→第四遍1500k N·m 能级满夯，主夯点间距5.6～7.6m，等边三角形布置。本项目地基处理后要求达到：承载力特征值不小于200k P a，压缩模量不小于10M P a。

3 地质条件

主要土层分布情况如下：

⑴素填土：黄色，稍湿，松散，主要由粉质粘土组成，欠压密；全场均有分布，层厚0.50～5.90m。

⑵粉质黏土：灰色、褐红色，软塑，主要成分为粘粒，粘性好，土质均匀；场地局部地段分布，层厚2.70～4.70m。

⑶淤泥：灰黑色，饱和，流塑，含较多有机质及腐木，稍具臭味；场地局部地段分布，层厚1.20～7.30m。

⑷粉质黏土：灰黄色，可塑，主要成分为粘粒，含较多粉细砂，粘性好，干强度中等；场地局部地段分布，层厚1.00～6.30m。

⑸全风化泥岩：黄褐色，泥质结构，岩石风化强烈，岩质极软，岩芯呈坚硬土状，遇水易软化；场地局部地段分布，厚度0.90～6.40m。

⑹强风化泥岩：紫褐色、深灰色，泥质结构，岩石风化强烈，岩质极软，裂隙发育，岩芯呈半岩半土状或硬块状，遇水易软化，底部夹中风化岩块；全场均有分布，厚度6.70～28.00m。

4 夯后检测及结果分析

通过采用合理的现场原位测试检测方法，确定强夯置换区域的承载力、压缩模量和置换墩及加固深度，来综合评价强夯置换地基处理效果。检测方法选择和用途见表1。

表1 现场检测工作量统计

4.1 静载试验检测结果及分析

强夯置换区静载试验合计检测15 个，其中夯墩8个点，夯间7 个点；静载检测点结果统计表详见表2。

表2 强夯置换区静载检测点统计

⑴夯间土地基最大加载量为360k P a，夯间土在180k P a 时所有静载点对应沉降量均不大于0.015 倍板宽，即15.00mm，由表2 得到现场夯间土承载力特征值为180k P a；

⑵夯墩最大加载量为600k P a；夯墩仅第一个静载点在0.015 倍板宽（即12mm）时对应承载力特征值特征值为282k P a，其他静载点在300k P a 时所对应的沉降量均不大于0.015 倍板宽，即12.00mm，夯墩承载力特征值为298k P a。

⑶根据静载试验可以得出结论本场地承载力特征值≥200k P a，压缩模量≥10M P a。

⑷检测结果表明夯间与夯墩差别不大，结合现场钻孔资料揭示夯间土的淤泥中挤入大量石块，挤入的碎石能有效提高桩土应力比，使复合承载力提高，对后续构筑物的沉降控制有良好的效果。

4.2 重型动力触探试验检测结果及分析

强夯置换区在夯墩上布置动力触探试验检测孔总共布置22 个，夯后检测结果汇总表详见表4。

现场重型动力触探试验检测揭示[4]：

⑴强夯置换墩墩体材料密实度良好。

⑵强夯置换墩底均坐落在良好的持力层之上。

4.3 标准贯入试验检测结果及分析

标贯试验主要作用于检测夯间淤泥的加固效果，强夯置换区夯间土标准贯入试验检测点结果统计表详见表5。

墩间土的标准贯入试验表明：经强夯置换处理夯间土的淤泥中挤入大量石块，同时未挤入石块的淤泥因为有置换墩的侧向约束墩间土力学性质得到良好改善[5]。

5 结论

⑴根据拟建场地地基处理施工情况及检测结果并结合本项目地质情况分析，所采用的地基处理方法总体是适宜的，经过相应工艺的地基处理后，地基土力学性能得到明显改善。

⑵强夯置换深度贯穿整个淤泥层，置换墩墩体密实度良好，墩底均坐落在良好的持力层之上。

表3 强夯置换区复合地基承载力及压缩模量计算

表4 动力触探检测点结果统计

表5 强夯置换区标准贯入试验检测点结果统计

⑶现场各项试验均揭示夯间土的淤泥中挤入大量石块，挤入的碎石能有效提高桩土应力比，使复合承载力提高，对后续构筑物的沉降控制有良好的效果。

⑷综合静载结果与动力触探结果，其承载力特征值可以满足设计要求的200k P a，压缩模量可以满足设计要求的10M P a。●