强夯地基处理在块石回填土中的应用

1、强夯地基处理在块石回填土中的应用浙江建筑2001年第6期总第110期1前言强夯地基处理在块石回填土中的应用封耀渝(东阳市横店罐团建设东阳322118)强夯法是利用大吨位的起重机械,将100600kN的重锤升至640m的高处自由下落,利用夯锤自由下落的巨大冲击能和产生的冲击波反复夯击地基土,将夯面以下一定深度的地基土层进行挤密,从而提升地基土的强度并降低其压缩性.由于该法具有设备简单,施工方便,适用范围广,效果显着,经济和工效高,节约材料等优点,自上世纪6o年代法国梅那(Menard)技术公司首剖以来,常被用来处理大面积粉土,砂土,湿陷性黄土等,并很快得到推广应用.用强夯法处理处于丘陵地带以及填

2、土主要为块石,碎石,牯性土等的场地,并要求强夯处理后地基的承载力应到达160300MPa时,其强夯的效果如彳?为此查找了相关资料,并根据工程的需要进行了试夯,在此根底上修改调整了技术参数,最终圆满达到预期的要求,取得良好效果.本文将该工程的有关情况作一介绍.2工程场地特点及地基处理方案东阳横店影视城明清官苑拍摄基地.场地面积364mx1270m共46.2万平方米,场区处于次丘陵地带,地形复杂,高程变化大,需对场地进行挖方和填方.挖填方后填方深度起伏较大,最大填土厚达15m以上,且填土主要为块石,碎石,牯性土等,块石主要为粉沙岩,细砂岩和泥岩等.直径从0.52.5m不等,杂乱堆填,在填筑过程中未

3、注意夯填密实,土体处于疏松状态,地基承载力较低,且场区内局部区域还有鱼塘,塘71.52.5m左右,场区现状地形平坦.根据上述情况,对大面积填土的处理,仅以压路机作外表碾压,影响深度太浅,不能满足工程要求.但是采用强夯处理后的地基能否作为建筑物的地基那么有不同的看法.主要有以下几种考虑：填土厚度大最厚达15m以上,而且填土层下为自然地貌,大局部区域为耕植土,个别区域为鱼塘,强夯的影响深度难以到达,形成软弱下卧层；填土料主要为块石,碎石,且料径太大,大石料可能会阻止强夯冲击下的下传,影响有效加固深度,致使强夯效果不理想,质量难于保证；局部建筑处于挖填方区内,因地基不同沉降不均会引起结构开裂,不如采

4、用桩基处理.但如用桩基处理,也同样存在一些难于解决的问题,主要也有以下几点围难：因填土时未对块石料径进行限制,填土内含有不均匀分布的大块石,采用打人式桩时,施工会遇到困难,工期难于限制；如用机械冲L成型灌注桩处理方案,因填土松散,尚未完成自重固结也可能无法固结成孔较困难,而且施工时也会遇到填土内大块石的干扰,费用较大;如用人工挖L桩方案时,由于大局部建筑物属仿古建筑,高度不高,荷载不大,且柱网较密,桩承载力利用率低,不经济.综合上述情况,结合工程的特点,最后提出：对于承载力要求不是特别大的建筑物,采用强夯法地基处理方案,其工程造价也不会太高,而且在技术上经过分析是可行的,工期也较短；对于承载力

5、要求较大的建筑物采用人工挖孔桩方案.3强夯试验情况由于国内尚无在用大量回填块石,碎石,粘性土作回填土上强夯地基处理的先例,无有关数据可查,因而在进行强夯试验前,查阅了相关强夯方面的有关技术书籍,资料,并参照?地基与根底工程施工及验收标准(GBJ20283)?,?建筑地基处理技术标准(JBJ7A9t)»的有关内容,结合工程及设备情况,初步确定了相关参数作为试验依据,决定先在20mx30m回填土最大厚为12m左右的一块场地内进行试夯.(1)设备情况:本次试夯选用的强夯施工机械为杭州重型机械厂生产的W-200A型强夯机,最大起重水平500kN,吊杆有效长度20m,铸钢夯锤直径2.1m,重1

6、60kN,采用机械提升气动脱钩自由落体式夯击.设计参数选定：由于所夯击区域的回填料中所含块石,碎石较多,土料中含水率偏低,因而连续夯击.采用"点夯两遍,满夯一遍"的方法,第一遍点夯时夯点间距6mx6m,呈梅花形布置,第二遍点夯时夯其中间(图1).点夯的夯击能为20(OkN?m.锤落高12.5m,要求每点的夯击不少于8次,且最后两击的夯沉量不大于5em.满夯的夯击能不小于800kN'm,锤落高5m,前后夯印搭接一半,直至结束.第一遍点夯完成后,夯坑深一般1.31.8m不等,个别夯坑深达2.0m,用挖掘机将第一遍点夯坑填平后,再作第二遍点夯,第二遍夯完成后,夯坑深股0.

7、713m:点夯完成后,将场地推平后作一遍满夯,每点一击,夯印搭接1/2,满夯时平均沉降量为1215era最后夯击完成后与原地面的平均高差为1.21.6m.图1试夯时的夯点布置强夯中,选用强夯的车S底静压值46.2kPa单位夯击能4620kN?m/m2.强夯有效加固深度H=5.07.0m,要求经强夯处理后,地基承载力到达160kPa以上.效果检验:试夯完成后10天,随即委托地质工程勘察单位对强夯效果进行了检测,主要按下述4个技术要求进行：试夯地段填土地基承载力标准值;强夯后填土的持力层厚度即强夯有效加固深度;强夯后填土的密度程度：强夯影响深度.经对试夯区8点次及未经强夯试夯位置1点次的N635原

8、位触探试验,结果如下:经强夯处理的地段,地表块石破碎,直径2.020.OclTl不等.地基土的综台承载力标准值到达了160MPa以上,但仍有个别孔位在3.2m左右深度遇大块石,无法测试到底外,试夯的有效加固深度达5.25.6m.强夯后的土层密度属稍密一中密的程度.土的密度为2.10g,/em.对试夯地段的检测还说明,此次地基试夯处理的结果仍存在着一些缺乏,主要为:地基的不均性有较大的改善,但从动探曲线分析,仍存在着不均匀性;因填料中遇大块石,阻止强夯冲击力的下传,影响强夯深度；在20OkN?m夯击能的作用下,Menard公式中的修正系数为0.370.4;外表层厚0.50.8m左右的土层较松软,

9、地基承载力偏低.4工程实施情况通过试夯取得了在大量块石,碎石填土中强夯的有关数据,针对试夯阶段存在的问题,提出了相对应的解决方法,如增增强夯遍数,改二遍点夯为三遍点夯,减少夯点同的距离.增加满夯遍数,增加点夯和满夯的夯击能等举措.大面积的强夯施工时具体要求如下：地基处理后承载力160kPa时,采用"点夯三遍,满夯一遍"的方法.要求点夯的夯击能20(OkN?m,要求每点夯击数不少于10次,且最后两击的夯沉量小于5cnn;满夯的夯击能800kN?m,5击.点夯时夯点间距5.5mX5.5m,锤底直径2.1m,锤重160kN.夯点布置如图2a;满夯时要求夯印搭接1/4.(2)地基处

10、理后承载力300MPa时,采用"点夯三遍,满夯一遍"的方法.要求点夯的夯击能30OkN?m.每点夯击数不少于l2击.且最后两击的夯沉量小于5cm;满夯的夯击能10(0kN?m,5击.点夯时夯点间距6mx6m,锤底直径2.1m,锤重160kN;夯点布置如图2b,满夯时要求夯印搭接1/3.oooo.(a)要求承载力160kPaoo1o;oo曩1ooooio.一16口口口一l图2点夯的夯点布置(3)对于夯击区,根据夯击后的标高事先预留夯沉量,在夯击前用土方将标高进行二次抄平,以满足夯击后地面标高的限制.5效果通过上述设计参数等的调整,先后完成了地基处理后要求承载力160kPa的场

11、地13.6万平方米,承载力300kPa的场地近2万平方米的地基强夯处理工程完工后,经有关地质工程勘察部门的测试,强夯处理后的地基承载力标准值全部到达或超过设计标准,强夯处理后的土体密度到达稍密一中密状.填土地基的不均匀性有较大改善,均匀性较好.因回填土的厚度相差较大,强夯有效加固深度3.88.8m不等,且其弱影响深度也1.09.2m不等,它的地基承载力标准值也到达了100160MPa.(2)强夯加固的有效深度,主要取决于夯击能的大小和回填土的深度以及回填土中块石的大小,数量等,同时也受到施工方法(如强夯时降水等州勺影响.如回填土的空隙比大,松散,渗透性好,块石碎石的含量低时,那么容易被加固当土层厚度大,其加固深度就大,假设回填土的空隙比小,承载力高块石碎石的含量高,土体反抗强夯所产生的压力作用的能力就大.在强夯彳用下,土的性质变化就小,土的压缩小,其加固深度就小.另外,强夯夯击能大时,其加固深度也大,对其下卧层的影响也大.地基经强夯处理后,在局部