大能级强夯技术在山区高填方地基处理工程中的应用

雷小喜

强夯技术的应用可以提高山区高填方地基处理水平，保证地基的承载力。相较于传统的地基夯实，强夯技术的冲击力较大，对保证夯实效果具有重要作用，需要注意的是在夯实的过程中需要做好地质状况考察，一些不稳定的地基层不宜使用强夯技术，会破坏土地结构，影响地基稳定性。因此，需要结合具体的地质情况进行施工，以防施工不当，影响施工效果。

1 工程概况

贵州省毕节市第三人民医院（传染病院）及市公共卫生中心项目总占地面积183 534 m2，地上面积136 780 m2，地下面积46 754 m2，总楼栋13 栋，结构为框架结构。根据区域地貌特征，所建工程位于杭瑞高速路北侧，属于山地地貌，地势总体东北高西南低。场地主要由空地、果林组成，地形起伏较大。钻探地面高程1 357.81 ～1 400.20 m，地形相对高差为42.39 m。拟建场地的区位条件较好，交通便利，无光缆、电线穿过，场区附近有居民用的电线。

通过对该区域地质实地勘察，发现该区域的下岩层结构简单，并未出现多岩层，地质比较稳定，结合地质资料，该区域并未出现地质灾害和不良地质现象。通过实地勘探，发现该区域岩层为单斜岩层。

该区域主要有四层岩层，其中下层基岩为泥质灰岩，上覆第四系土为素填土、红粘土，地下岩层稳固。此外，还对地下岩层结构情况进行了勘察，发现没有大的断裂层通过，地下岩层分布均匀，未出现岩层空白区域。

2 大能级强夯技术在山区填方地基处理工程中的应用

2.1 强夯工艺流程及施工方法

针对一些填土地段，需要采用强夯工艺确保地基满足工程建设标准，其中桩基础、边坡段的普通地基压实系数要大于0.97。为了保证强夯质量，需要规范工艺流程，结合工程实际情况进行施工，具体的施工程序主要包括以下几个步骤。第一，施工准备。施工准备包括人员技术交底、机械设备就位、准备原材料等工作内容，这些准备工作均应做好。第二，基底处理。基底填土工作完成后，保证表面平整，没有大型的块状杂物。第三，回填并压实。回填1 m 土层后夯实，保证夯实的紧密性。第四，分层填筑。与传统的分层地基碾压不同，尤其是山区地基填方时，容易出现地基不稳定的现象，导致边坡稳固性较差，因此需要采用强夯法进行分层夯实，以保证夯实质量和夯实的紧密性。第五，夯实处理并验收。经过强夯处理后，对所夯实的地基进行验收，确保符合规定的标准。

强夯工艺的主要操作方法包括强夯试夯、施工放样、施工夯击、夯坑回填等操作方法。

（1）强夯试夯。强夯试夯方法是确定地基夯实参数的重要方法，在试夯时需要建立夯实区域，夯实区域不宜过小，应大于400 m2。此外，试夯并不是在最初强夯阶段进行，而是在填筑高度达4 m后进行试夯，在试夯时应采用信息化的施工方式，将所有的因素考虑在内，从而保证所确定的参数符合实际工作要求，并能根据具体情况调整参数。

（2）施工放样。施工放样是保证强夯施工质量的首要条件，在强夯施工之前，需要根据夯实场地进行实际测量，并确定强夯中心线，并对所测量的夯点进行编号，保证夯实施工顺利进行。此外，需要注意的是在施工放样时，如果和试夯标准存在较大差异，应重新试夯。

（3）施工夯击。施工夯击不是任意、无目的地夯击，每一个夯击均应满足高度要求。在具体的操作中应注意夯锤的停顿，当夯锤到达一定高度时，不应立即落下，而应稍作停留，然后在夯锤稳定之后再提升，脱钩之后再落下。此外在落锤的时候，均需保证平稳，如果落锤有倾斜，需要填平之后，才能进行下次夯击[1]。

（4）夯坑回填。夯坑回填指的是在完成夯实工作后，要对夯坑进行填充，主要使用推土机填充，需要注意的是，土体填充的高度应不低于10 cm，同时高于5 cm。此外，防抗回填后需要进行施工监测，确保夯实到位，对于发现不符合标准的问题应及时修正，确保符合夯实要求[2]。

2.2 加固工程强夯具体操作要求

2.2.1 强夯试夯

采用振动碾压法填筑边坡高度在达到4 m 时需检测填土压实度，若未达到要求，采用强夯法进行加固补强；采用堆填法分层填筑，每次厚度50 cm，采用振动碾压法进行碾压，填筑厚度达到4 m后进行试夯；选取不小于20 m×20 m 的区域作为试夯区，按试夯确定的夯击参数进行强夯处理[3]。强夯施工属信息化动态施工，应按试验区检测成果确定参数，根据施工及周边实际作适当调整。

2.2.2 设计强夯参数

施工遍数：二遍点夯，满夯一遍。夯点布置：点夯采用5 m×5 m 正方形布置，满夯按1/4 锤印搭接。夯击击数：点夯8 ～12 击，满夯2 击。

第一遍：点夯，能级4 000 kN·m，正方形布置，夯点间距2D（暂定为5 m×5 m）。插孔布点，以最后两击贯入度≤10 cm 作为控制击数，且不宜小于12 击。第一遍夯完后，将夯点用填料填平，进行第二遍夯[4]。

第二遍：能级采用4 000 kN·m，正方形布点，夯点间距为5 m×5 m。以最后两击贯入度≤10 cm 作为控制击数，且不宜小于8 击。

第三遍：满夯一遍采用1 500 kN·m，锤印搭接1/4，每点3 击。

根据现场回填土的实际性状，按照规范确定每遍夯完后的休止期。图1 为强夯处理施工点夯布置图，图2 为填挖交界处强夯剖面图，图3 为边坡段强夯处理平面布置图，图4 为边坡段强夯处理剖面图，图5 为满夯处理平面布置图。

图1 强夯处理施工点夯布置图（来源：作者自绘）

图2 填挖交界处强夯剖面图（来源：作者自绘）

图3 边坡段强夯处理平面布置图（来源：作者自绘）

图4 边坡段强夯处理剖面图（来源：作者自绘）

图5 满夯处理平面布置图（来源：作者自绘）

2.2.3 施工观测

第一，观测、记录、分析每夯点每击夯沉量、累计夯沉量（坑深）、夯坑体积、地面隆起量、相邻夯坑的侧挤情况、夯后地面平均下沉量。绘制N-s 单点夯击关系曲线，进行隆起、侧挤计算，确定饱和夯击能和最佳夯击能及最佳单点夯击数。第二，观测孔隙水压力消散情况，分析确定间歇时间。第三，深层变形测试，确定强夯的有效加固深度。第四，深层水平位移测，提供强夯时，水平挤压位移变形的安全距离。第五，强夯振动影响测试，提出强夯对振动影响最小的安全距离和相应的工程措施与建议。

2.3 虚填土强夯试夯具体操作要求

选取不小于20 m×20 m 的区域作为试夯区，按试夯确定的夯击参数进行强夯处理。强夯施工属信息化动态施工，应按试验区检测成果确定参数，根据施工及周边建筑实际情况，可作适当调整。单击夯击能：点夯能级10 000 kN·m，满夯能级1500 kN·m。有效加固深度为：12 m。施工遍数：二遍点夯，满夯一遍。夯点布置：点夯采用7 m×7 m 正方形布置，满夯按1/4 锤印搭接。夯击击数：点夯8 ～12 击，满夯2 击。

第一遍：点夯，能级10 000 kN·m，正方形布置，夯点间距2D（暂定为7 m×7 m）。插孔布点，以最后两击贯入度≤20 cm 作为控制击数，且不宜小于12 击。第一遍夯完后，将夯点用填料填平，进行第二遍夯。

第二遍：能级采用10 000 kN·m，正方形布点，夯点间距为7 m×7 m。以最后两击贯入度≤20 cm 作为控制击数，且不宜小于8 击。

第三遍：满夯一遍采用2 000 kN·m，锤印搭接1/4，每点3 击。

3 大能级强夯技术在山区填方地基处理中的保障措施

为了保证大能级强夯技术的实施，在应用该技术时制定了质量、安全等保障措施，具体如下。

第一，施工质量保障措施。对施工前、中、后进行了质量控制，施工前确定了强夯区域、夯锤重量以及对具体施工步骤，并在施工中对施工程序、施工标准进行了监测，确保满足施工要求。施工结束后，进行了承载力减压，以确保地基强度。

第二，制定强夯地基质量检测标准，确保夯实次数保持在2 ～4 遍。此外，还对关键技术点进行了控制，包括夯后原位、夯前原位测试等，确保满足要求[5]。

第三，做好施工安全保障工作。要求人员按要求施工，对机械设备使用进行安全培训，比如吊车应在负荷范围内施工，人员需要站在施工安全范围内，人员距离夯点应在10 m 以上，吊车施工时人员不应站在吊臂和吊车的正前方。

第四，制定施工规则。为了保证安全施工，应制定施工规则，规范员工的施工行为，对于违反施工规定的人员给予严厉处罚和警告，以确保施工质量。

第五，人员和设备保障工作。强夯对人员有较高要求，为保证施工质量，配备了相应的施工人员。此外，还准备了相应的设备，比如强夯机、吊车、挖掘机等，为应用强夯技术创造了有利条件。

4 结语

强夯技术是地基处理的一种处理方式，对保证地基稳定、满足建筑建设要求具有重要作用。本次工程位于山区，在强夯的过程中应确定夯锤高度以及夯实范围，确保强夯质量。强夯结束后，还应采用震动碾压进行施工，确保地基平整。

此外，还应做好质量和安全保障工作，做好细节方面的质量控制工作，比如回填厚度控制、夯实次数控制等。