大范围强夯处理地基设计方法与措施总结

◎ 戚迎花

（郑州中粮科研设计院有限公司，河南 郑州 450001）

强夯法和强夯置换法具有加固效果显著、施工期短、施工费用低等优点在实际工程中大量应用。本文结合不同地区多个大范围挖填强夯处理地基实际工程经验，总结设计方法，为类似工程地基处理提供参考。

1 处理方法总结

对于碎石土、沙土，低饱和度的粉土和黏性土、湿陷性黄土、素土填土地基等，采用强夯法可取得较好效果[1]。其中湿陷性黄土，强夯法适用于处理地下水位以上、含水率10%～22%且含水量低于塑限含水量1%～3%的湿陷性黄土地基[2]。土的天然含水率低于10%时，可增湿后强夯[3]。

为使土体密实度达到最优，填土的最优含水量宜采用击实试验确定，缺乏资料时，可按公式（1）计算最大干密度：

式中：ρdmax为分层压实填土的最大干密度；η为经验系数，粉质黏土取0.96，粉土取0.97；ρw为水密度；ds为土粒相对密度；ωop为填料最优含水量。

对于软土地基，如高饱和度的粉土和软塑、流塑的黏性土等对变性要求不严的工程，可采用强夯置换法。对于短期或偶然含水率高的土，也可晾干或采取其他措施降低含水率后，进行强夯处理。

强夯法和强夯置换法适用范围广泛；强夯法适用于碎石土、粉土，也适用于低饱和度的粉土和黏性土，对于湿陷性黄土，可调节土体含水率后进行强夯处理，而对于一般的素土、杂填土回填也可采用强夯法处理。在高饱和度的粉土地基上、软塑、流塑的黏性土地基上对变形适应能力高的工程可采用强夯置换法。如中部和南方山地地区项目，场地平整不可避免产生大范围挖填。对大面积的回填区进行地基处理，要求施工便捷、高效且造价低的处理方法。强夯法施工期短、整体费用低，而山区不必担心强夯引起的噪音和振动问题，很适合处理山地地区项目。此外，对回填区进行强夯处理，客观上对不利地段回填土进行夯填密实，使其整体性更好，有利于整体稳定，既满足建筑地基要求，又对于需要处理边坡的情况起到预处理的作用。

对于西北地区如甘肃、陕西等地区湿陷性黄土地基，亦可采用强夯法。不同于一般地基，湿陷性黄土地基不仅需要处理回填区，挖方区湿陷性黄土地基也需要处理，消除湿陷性黄土层的有效深度可按试夯结果确定。可按《湿陷性黄土地区建筑标准》相关规定根据消除湿陷性黄土层有效深度预估单击夯击能。如有必要，可采用预浸水法，对土体进行预处理，消除部分湿陷性，再进行强夯处理。

对于山区含水率高的土，可根据情况采取不同处理方法。如果含水率高是短期因素引起的，可采取晾晒或其他方法降低土的含水率，使之适于进行强夯处理；如不降低土的含水率，可采用强夯置换法，强夯置换与强夯法类似，主要不同在于强夯置换需要在夯坑内填块石、碎石等粗颗粒填料，填料用量对造价成本影响较大。

2 施工前准备

（1）清表，施工前，应将表层耕植土、杂填土、淤泥质土等清除，运离场区不得用作回填土。

（2）施工前按土方设计要求挖、填，平整场地。对于山地地区，大范围挖填地基，场地条件一般比较复杂，采用分层碾压回填，分层厚度300～500 mm，回填应采用质地良好素土、原状土等材料，回填深度4～8 m，设计中多控制在6 m以内。

（3）强夯施工，尤其对于较大夯击能的，夯锤下落产生较大冲击力的同时，也产生噪音和振动，对临近建筑物和人员生产、生活产生不利影响，应进行实时动态监测，合理安排控制施工时间降低对临近人员干扰，可挖隔振沟进行隔振、防震，减小对建筑物不利影响。对于干燥土质可能产生的扬尘如有必要应采取防尘措施。

3 试夯

正式施工前，应进行试夯。选取若干有代表性的场地进行试验性施工，以确定其适用性和处理效果。试夯时可根据加固深度预估适当的夯击能，如表1所示[1]，并根据试夯结果调整。

4 强夯

（1）强夯处理分为点夯和满夯，其中点夯共2遍，点距6 m，梅花形布置，见图1；满夯2遍，锤印搭接。点夯夯击能根据土质和试夯情况，一般在3 000～4 000 kN·m，满夯夯击能1 000 kN·m。

（2）满夯完成后，用推土机整平场地，再采用振动压路机纵横多遍碾压，满足平整度要求，压实系数不小于0.94。

（3）上述强夯法有效处理深度6 m，经检测合格后重复上述方法，直至设计标高。

5 检测

根据建筑与市政地基基础通用规范，处理后的地基应进行地基承载力和变形评价，并在处理范围和有效加固深度内进行地基均匀性评价[4]。

夯实地基的质量检测主要包括地基承载力检测和均匀性检测，检验时间随土质不同为7～28 d不等。根据建筑物重要性和场地复杂程度确定检测数量[1]。

强夯处理后地基承载力检验可按照相关规范要求综合确定。强夯置换后的地基应进行静载荷试验确定其单墩承载力，对于置换墩墩体不同深度密实情况，也应触探查明。

6 其他问题或措施

（1）原始土体与回填土接触。对于山地地区，原始边坡弧度大，坡度大，为使回填土与原始土体更好结合，采用每1～2级，如图2所示在原始边坡挖三角形企口，再回填土的方式，起到较好效果。

图2 回填土分层碾压示意图

（2）多次强夯施工中处理面对于多次强夯，施工中间段，边坡位置会临时产生处理平面，如图3所示，这些平面也应进行强夯处理。

图3 多次强夯处理面示意图

（3）坡面压实项目坡面多采用自然放坡法，坡面为三维植草坡面维护，可参考城市道路（护坡）做法。强夯施工时，夯锤靠近边坡顶部边缘施工，大的振动施工下，会造成坡面松散不平整，可用施工机械如挖土机进行坡面拍击压实，达到平整效果[5]。

7 结语

强夯法已在工程中得到广泛应用，不同的强夯法解决工程中地基处理问题的同时也扩宽了强夯应用范围，但还未形成一套成熟的设计方法。本文根据多个大范围挖填处理地基强夯处理地基工程实践经验，总结设计常规做法和所遇到的问题以及采取的有利措施，为强夯处理地基提供参考。