某绕城高速监控办公楼强夯（置换）地基处理的应用

毕研超，任梦宁，郭晋欣

（山东省交通规划设计院集团有限公司，山东 济南 250031）

引言

随着交通强国战略的实施，我国高速公路里程快速增长，较多的高速沿线房建工程位于填方区，故经常遇到地基处理的情况。对较厚填土的地基处理有复合地基及强夯（置换）处理两种，强夯地基较复合地基施工成本低、周期短，而且高速沿线房建工程一般离城镇较远，无需担心强夯施工过程中振动对邻近居民的影响，故强夯处理对填方场区的建筑地基有着较好的经济适用性[1]。强夯处理地基的加固原理是利用夯锤自由下落产生的冲击动能使地基密实，这种冲击振动通过能量波的形式向地下传播。强夯置换地基处理是通过夯击和填料形成置换体，使置换体和原地基土构成复合地基[3]。

1 工程概况

某绕城高速公路监控分中心办公楼地上8层,总建筑面积7 629.32 m2，室内外高差0.6 m，建筑高度31.65 m。工程结构设计使用年限为50 a，安全等级为二级，地基基础设计等级为乙级，结构形式为框架结构，基础形式为筏板基础和独基基础，见图1，基础埋深为2.5 m。

图1 基础平面布置/mm

地质勘察报告显示场区第1层素填土为图2阴影部分，场区内多有分布，土层厚度有4 m、5 m、10 m不均，多较松散，成分复杂，为欠固结土，工程性质较差。

图2 地质剖面/mm（标高/m）

2 强夯置换地基处理应用分析

2.1 强夯布置方案

根据地勘建议及现场踏勘，对第1层素填土进行强夯（置换）处理，处理后作为基底持力层，要求本场区夯实的有效加固深度不小于10 m，处理后的地基承载力特征值不小于200 kPa，夯击能和夯击次数通过试夯确定。由于本场区上部回填土较为松散，对于填土厚度较大区域进行试夯时发现夯沉量较大，很难在10击内达到止夯标准；采用强夯置换后，平均在6击内即可达到止夯标准。对填土厚度小于4 m的区域采用强夯处理，夯击能4 000 kN·m，每个夯点不少于8击；对填土厚度4～5 m的区域采用强夯处理，夯击能5 000 kN·m，每个夯点不少于8击；对填土厚度大于5 m的区域采用强夯置换处理，夯击能6 000 kN·m，每个夯点不少于10击；满夯每点不少于6击。强夯置换的墩体材料选用级配良好的块石、碎石，填料中粒径大于300 mm的颗粒含量不超过全重的30%，最大粒径不大于500 mm[2]。

2.2 强夯施工参数

在夯坑周边无过大隆起，且不因夯坑过深而提锤困难的前提下，止夯标准：当夯击能为4 000 kN·m时，最后两击平均夯沉量不大于80 mm；当夯击能为5 000 kN·m、6 000 kN·m时，最后两击平均夯沉量不大于100 mm；满夯2 000 kN·m最后两击平均夯沉量不大于50 mm。夯击遍数为两遍，每遍夯点间距为7 m，夯点布置呈正方形布置，强夯（置换）处理范围为宽出基础边缘7 m。夯锤直径2.9 m，夯锤重30 t，夯锤落距依夯击能确定，落距=夯击能/夯锤重。强夯处理施工记录见表1。

表1 强夯置换施工记录

2.3 检测结果

地基静载荷试验检验点共5个，检测所得地基承载力特征值均满足设计要求的200 kPa；强夯地基均匀性检测采用重型动力触探试验检测，所测5孔在检测深度范围内未发现明显软弱土层。

3 结语

对于填方场区，可根据不同的填土厚度选择相适应的夯击能；当上部回填土固结时间短、较为松散时，建议采取强夯（置换）地基处理。由于本工程在指定区域进行了试夯，通过现场施工过程及处理后的检测结果可得，采用强夯（置换）处理后的地基满足设计要求。强夯的施工参数对地基处理效果的影响是显著的，施工时应根据现场实际地质条件，在设计指定区域进行试夯，根据试夯的反馈结果，及时调整施工方案，最终确定强夯处理的施工参数。针对此类场区可根据现场实际情况推广采用强夯（置换）地基处理。