强夯法处理回填土地基

强夯法处理回填土地基何代忠摘要：强夯法处理回填土地基是将很重的锤从高处落下，给地基以冲击力和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性。由于该方法简单、经济、施工速度快等特点而受到普遍采用。工程证明，强夯法不仅能有效地提高地基土承载力，而且对回填土的加固和消除湿陷性有显著作用。关键词：强夯回填土地基加固GROUNDTREATMENTBYMEANSOFHEAVILYRAMMINGHeDaizhongAbstract:Groundtreatmentbymeansofheavilyrammingistoputaheavyhammerfodowntogroundfromhighpositionandtomakegroundpishedandvibrating,sothehearingcapabilityoffoundationisimproved.Beingsimple,economyandexecutionquick,thismethodisadaptwidely.Itisdemonstratedthatheavilyramminghavegreateffectonconsolidatingfoundationandovercomingthewetnessdepressionofsail,thereby,thehearingcapacityofcoundationisimprovedefficiently.Keywords:heavilyramming;refillingfoundation;consolidate１工程概况该工程为“山西晋城无烟煤矿业集团寺河矿井”灯房浴室任务交接室联合建筑。该建筑位于１＃副井南约30m处，场地为沁水河畔故河道一狭长的东南低西北高缓坡地带，拟建建筑物基底标高高程为535.10m，场地自然地面高程平均为533.00m，需填方厚度3~4m约2.6万m3土方，采用强夯法处理地基，强夯面积6300m2。２地质概况工程地质条件分为两部分（图一）。自然地面（约533.00m高程）以下：依次为粉土，粉砂土。厚度约5m，属Q4纪新近堆积成因土层，具有湿陷性，结构稍密（e=0.78~0.87），天然含水率小（w=3.4~6.9%），表观密度天然状态为15.3~16.0kN/m3，干燥状态为14.3~15.0kN/m3。下层为砂卵石层，厚度约9.8m，可作为地基很好的天然持力层。自然地面以上（533.00~536.10m）：均采用基本同以上物理性质的粉土或粉质粘土，回填至536.10m高程，作为第二次强夯的起夯面。３地基处理要求地基处理深度达到砂卵层以下；地基处理后承载力满足Fk=250Kpa/m2；处理后消除地基湿陷性。４强夯施工的几个主要参数夯锤的选用夯锤一般锤底面积4~6m2，单位面积静压力控制为25~40Kpa为宜，锤底面积不能过小，单位静压力不能过高，以免能量过多消耗于剪切土体作功，影响加固深度。根据土质情况，选用锤底单位面积静压力为30Kpa，面积5m2，锤重150KN，直径2.52m夯锤。加固深度与夯击能的确定加固影响深度与夯击时做功的能量大小有密切关系，一般按法梅那修正公式确定：D=K·√G·H/10式中：Ｄ：加固影响深度（m）；Ｇ：锤重（kN）；Ｈ：落距（m）；Ｋ：修正系数，k=0.4~0.7。将需要加固的土层厚度5m；锤重150kN；修正系数取下限值代入公式，求出落距为10m，夯击能1500kN·m。夯点间距的确定主夯点间距按1.3~1.5倍锤底直径确定，选1.4d（d为锤底直径）。间距a=3.5m，正方形布置（图三）。点夯击数的确定单击夯击数以最后两击之差沉降量λ≤50mm为控制标准，通过试夯确定。试夯试夯区共布置9个夯点（图二），分两遍夯击（隔行打），由于工期紧，试夯工作在一个工作日内连续完成。单点击数10~11击，平均10.3击，夯坑深度1.66m，最后两击平均夯沉量之差λ≤30mm。夯坑回填后以900kN·m夯击能按1/3锤印搭接满夯拍击，夯面下沉陷平均0.68m。试夯效果试夯完成后第四天进行检测，检测采用标准贯入和取样进行土工分析的方法。共布置4个钻孔，总进尺24.5m，标贯17次，取土样11件。钻进过程中在5m以下均出现砂卵层，且钻进困难，故提前终孔，该层未穿透。检测点布置见图二。根据N63.5标贯数据统计分析，夯后地基土承载力标准值0.0~1.5m深度fk=210kPa；1.5~5m深度fk=230kPa。表层1.5m以内承载力较低，主要原因是试夯完成后仅4天即进行检测，则整个场地欠固结，另外，试夯后随即下雨,试夯区受雨水浸泡，也是地基土表层强度偏低的一个重要原因，随着场地固结期的延长，地基强度将逐步提高。通过室内土样分析试验，地基土的压缩系数和湿陷系数比夯前分别降低70%和75%，其压缩模量提高162%，基本消除了湿陷性。５施工工艺及起夯面的确定强夯工艺参数单点主夯分填方前和填方后两次施工，每次分两遍跳点夯击（隔行打），第二次两遍夯击点顺序与第一次相反（图三），第一遍单点击数10击，第二遍补点夯单点击数8击，两遍均以最后两击夯沉量之差λ≤50mm作为控制标准。落距10m，夯击能1500kN·m，满拍搭夯取0.6倍夯击能，落距6m。起夯面的确定填方前第一次夯击的起夯面，以533.00m自然地面作为起夯面，这一次只进行单点夯击，不进行满拍夯，目的是提高下卧层地基土承载力并消除湿陷性。填方后第二次夯击的起夯面，由下式确定：H=k(H`-H``+λ)+(H``-λ)式中：Ｈ``：强夯后的终夯面高程（m）；Ｈ`：第一次夯击前的高程（m）；λ：第一次夯击后的沉陷量（m）；k：密实土方的虚方系数，（k值为kp+λ/D）；k=1.4。将Ｈ`=535.00m，Ｈ``=533.00m，第一次夯后（试夯）沉陷量λ＝0.68m代入上式，求得填方后起夯面高程H=536.10m，填方厚度3.80m。６工程夯中的其它措施在正式强夯施工中，采取了以下措施：及时清理夯锤排气通道内的积土，保持气孔通畅；严格执行以最后两击沉降差λ≤50mm控制标准，单点击数以此控制为准：遍与遍之间的间歇时间以15天为宜，使夯后地基土有比较充分时间固结；就地取材，利用矿井内挖出的废弃矸石作为纠正夯坑倾斜的辅助填料，雨天施工还利于夯土形成良好的压力水排出通道。关于对其它建（构）筑物隔振问题由于强夯区北面约30m为正在建设中的砼斜井筒，为了安全起见，在中间13m处挖了一道深3m宽1m的隔振沟。沟这边砌有1.8m高一砖临时围墙，为了检验隔振效果，在沟对岸也砌有2m高5m长一砖实验墙，墙体距沟边沿3m。强夯施工完毕后，隔振沟这边沟壁有明显坍塌现象，临时围墙也向外倾斜，而对岸沟壁基本完好，实验墙也无异常，说明隔振沟效果明显。７强夯检测及效果检测点的布置强夯全部完成后，第20天进行了检测，检测采用N63.5标准贯入试验。检测面高程535.00m，总进尺77.4m，标贯69次。检测点布置如下：第一遍夯点布测点2个；第二遍夯点布测点3个；夯点排距中间布测点3个；夯点对角中间布测点2个；夯前（未夯区）布测点2个；强夯前、后标贯击数平均值N-h曲线对比见图四。统计后地基承载力标准值见下表：地基承载力标准值统计表夯别指标深度夯点夯间夯前标贯击数平均值值(N)击标贯击数修正值值(N)击承载力标准值ffk(kPPa)NNfkNNfk0.0~3.55m19163201513260641003.5~7.55m22191992115180106108８结论从以上检测结果分析表明：不论填土层或者原自然土层，经强夯处理后，标贯击数比处理前提高了2.5倍以上，地基承载力由原来的fK=100kPa提高到260~320kPa，提高了2.6~3.2倍，达到处理后地基承载力≮250kPa要求，加固效果明显。加固深度已达到砂卵石层以下，达到预期目的。基本消除了粉土湿陷性。该建筑已于1998年底竣工交付使用，由于荷重分布不均，占地面积又大，共划分为四个独立片区。共设20个沉降观测点，经过三年来沉降观测，从施工到如今累计最大沉降量为26mm，最大沉降差为5.2mm，是0.0004L距比，远小于规范允许值。近两年来，沉降已经趋于稳定。参考文献：1.联合建筑岩土说明书北京煤炭设计研究院(1996)2.地基处理手册中国建筑工业出版社(1988)3.地基与基础工程施工及验收规范GBJ202-834.施工手册