陳劍成

摘 要：在對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理時(shí)，強(qiáng)夯法是一種常用的施工方法，具有適用范圍廣泛、加固效果顯著、施工機(jī)具簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。本文以實(shí)際工程為例，在工程回填土加固前，對(duì)地基承載力情況進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入分析和靜力觸探試驗(yàn)分析，然后采用強(qiáng)夯法對(duì)回填土地基進(jìn)行加固處理。通過(guò)強(qiáng)夯過(guò)程中對(duì)地基土表層夯沉量和超孔隙水壓力消散的監(jiān)測(cè)，以及夯后地基承載力的檢測(cè)，綜合分析和評(píng)價(jià)強(qiáng)夯加固處理效果。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯地基 靜力觸探 分析

1.前言

強(qiáng)夯處理法又叫做動(dòng)力壓密法或動(dòng)力固結(jié)法，是基于重錘夯實(shí)逐步發(fā)展起來(lái)的一種地基加固方法。對(duì)地基加固時(shí)，通過(guò)將重錘抬至距離地面10m～20m后將重錘落下，利用重錘產(chǎn)生的沖擊力達(dá)到加固地基土的目的。利用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固施工不僅可以提升地基的強(qiáng)度，而且可以降低地基土的壓縮性，提升地基土的均勻性，降低施工后的差異沉降。

2.工程概況

某工程位于東海大橋以南，規(guī)劃總用地面積約200萬(wàn)m2，包括集裝箱堆場(chǎng)、碼頭生產(chǎn)作業(yè)區(qū)、工作船碼頭等。陸域施工總面積約120萬(wàn)m2，分為A、B、C、D、E五個(gè)大區(qū)，每個(gè)大區(qū)內(nèi)分為若干小區(qū)。根據(jù)不同地質(zhì)條件，采用不同設(shè)計(jì)方法進(jìn)行地基加固施工。其中，B區(qū)地基為吹填砂回填，采用強(qiáng)夯法加固，區(qū)域總面積約51.7萬(wàn)m2。強(qiáng)夯施工工藝采用二遍點(diǎn)夯一遍普夯，點(diǎn)夯能量采用3000kJ，普夯能量采用1200kJ。

3.強(qiáng)夯前標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)實(shí)地勘查并結(jié)合相關(guān)資料得知，采取吹填砂形成的B區(qū)回填土層主要包含如下幾種類(lèi)型的土質(zhì)：①Ⅰ1-3灰黃色沖填土；②Ⅰ1-3t灰黃色沖填土混黏性土；③Ⅰ1-3j灰黃色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉砂。在這三種類(lèi)型的土層中，穩(wěn)定性最差的是淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，土質(zhì)不均勻，局部為粉質(zhì)黏土夾粉砂，為軟塑狀，施工中應(yīng)采取恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加固處理。

針對(duì)此工程地基特征，如果施工處理不當(dāng)，地基土體強(qiáng)度沒(méi)有有效加強(qiáng)，會(huì)使地基土呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，影響上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使堆場(chǎng)上行走的重型機(jī)械傾倒，給港區(qū)生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅，因此施工前應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)土質(zhì)進(jìn)行原位測(cè)試，了解土質(zhì)的基本特性，以便采取有效的強(qiáng)夯方案進(jìn)行施工，提高施工效率。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土體分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)，得出如圖1、圖2的試驗(yàn)結(jié)果（圖示曲線包含強(qiáng)夯之后的試驗(yàn)結(jié)果）。

通過(guò)對(duì)圖1與圖2得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，地基土在加固處理以前，標(biāo)準(zhǔn)貫入平均擊數(shù)為6.8擊；靜力觸探比貫入阻力Ps平均值為3.84MPa。根據(jù)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比可得出如下結(jié)論：

（1）結(jié)合“建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范”的相關(guān)要求，將靜探數(shù)值代入相關(guān)公式中計(jì)算出粉細(xì)砂在Ⅶ度地震條件下的液化指數(shù)為21.5，進(jìn)行比照可知粉細(xì)砂液化現(xiàn)象處于“嚴(yán)重”等級(jí)。

（2）根據(jù)靜力觸探比貫入阻力Ps平均值判別，粉細(xì)砂在Ⅶ度地震不液化的臨界Ps值應(yīng)為4.1 MPa。但實(shí)際檢測(cè)結(jié)果所得出的數(shù)值小于臨界值，由此也可判斷出粉細(xì)砂處于液化狀態(tài)。

（3）對(duì)粉細(xì)砂的土質(zhì)進(jìn)行顆粒分析，發(fā)現(xiàn)顆粒較細(xì)而且分布均勻，屬于不良級(jí)配。平均粒徑為dso=0.064/0.11mm。粒徑含量為8%，低于不液化土的粒徑含量標(biāo)準(zhǔn)，屬于易液化的土質(zhì)。

通過(guò)以上分析可知，由于該層粉細(xì)砂處于地下水位下，受到地下水的作用，土層呈現(xiàn)出較為松散的狀態(tài)，粉細(xì)砂土層在Ⅶ度地震作用下會(huì)出現(xiàn)一定程度的液化現(xiàn)象。因此，為了提高土層的壓縮模量與抗壓強(qiáng)度，改善地基土的孔隙分布，必須對(duì)地基進(jìn)行必要的夯實(shí)處理。

4.吹填砂地基強(qiáng)夯施工技術(shù)

4.1強(qiáng)夯施工

強(qiáng)夯施工前，施工人員必須先進(jìn)行試夯，以得出最佳的單點(diǎn)夯擊能量、夯擊次數(shù)等相關(guān)參數(shù)，為施工順利實(shí)施提供有效數(shù)據(jù)。實(shí)際施工中應(yīng)結(jié)合試夯所得出的數(shù)據(jù)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，采取合理的強(qiáng)夯方案進(jìn)行施工，提高施工效率。

4.2地基強(qiáng)夯處理檢測(cè)與效果分析

地基強(qiáng)夯加固處理效果判斷依據(jù)主要有三方面：強(qiáng)夯過(guò)程中夯沉量的變化情況、孔隙水壓力消散速度和強(qiáng)夯結(jié)束后地基承載力原位測(cè)試結(jié)果。

（1）夯沉量

通過(guò)對(duì)強(qiáng)夯過(guò)程中各個(gè)階段夯沉量的測(cè)量可知，各階段平均夯沉量為88cm，地基土堤得到了很好的夯實(shí)與壓縮，強(qiáng)夯效果明顯。夯坑周?chē)孛孀冃问疽鈭D如圖3所示。

通過(guò)對(duì)圖3進(jìn)行分析可知，夯坑體積為10.3m3～20.1m3，隆起系數(shù)16.5%～32.2%。造成隆起現(xiàn)象主要是粘性土所造成的，強(qiáng)夯后經(jīng)過(guò)開(kāi)挖處理，發(fā)現(xiàn)厚度達(dá)1m的粘性土處于隆起狀態(tài)。

（2）觀測(cè)孔隙水壓力

對(duì)孔隙水壓力進(jìn)行觀測(cè)可發(fā)現(xiàn)隨著夯擊數(shù)的不斷增加，孔隙水壓力呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，達(dá)到某一擊數(shù)后，孔隙水壓力的上升幅度趨于平緩狀態(tài)?？紫端畨毫^(guò)程線如圖4所示，具體觀測(cè)結(jié)果分析如下：

①當(dāng)夯錘落地后，孔隙水壓力的變化曲線不是在短時(shí)間內(nèi)完成的，而是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才逐漸上升到峰值的，造成這種現(xiàn)象的主要原因是測(cè)點(diǎn)距離與土的滲透性引發(fā)的。

②每進(jìn)行一次夯擊，孔隙水壓力就會(huì)不斷上升，當(dāng)達(dá)到五擊后，孔隙水壓力的上升速度趨于平緩狀態(tài)，夯擊12次后，孔隙水壓力不再變化，由此也說(shuō)明了夯擊數(shù)量要適當(dāng)，以12擊為宜。

③孔隙水壓力一般在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)即可消散，當(dāng)夯擊量達(dá)到12擊后，孔隙水壓力可達(dá)58 kPa，但1h后，可降至31.3kPa，在6h左右，孔隙水壓力可完全消散。

④孔隙水壓力測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)水平距離為2.3m、2.99m 和5m，埋設(shè)深度則在5.3m～5.9m之間，經(jīng)檢測(cè)可知，孔壓測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)水平距離在2.3m 和 2.9m時(shí)孔隙水壓力變化基本一致 。但間距在5m處的孔壓，前兩次夯擊時(shí)孔壓變化與2.3m 和 2.9m處基本相同，在第三擊時(shí)有較大的差異，隨著夯擊次數(shù)的不斷增加，孔壓增值越來(lái)越小，幾乎處于水平線上。

綜上可知，強(qiáng)夯法在水平方向的擠密范圍較小而且間距超過(guò)5m后，孔隙水壓力與夯擊次數(shù)之間無(wú)關(guān)。

（3）原位測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)采取強(qiáng)夯法對(duì)粉細(xì)砂層地基土加固處理后，對(duì)地基土承載力進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)，原位測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1與圖2。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)平均擊數(shù)為19.6擊，夯后比夯前提高了12.8擊，增長(zhǎng)率達(dá)188%。靜力觸探ps值平均值為8.56MPa，夯后比夯前增長(zhǎng)了4.72MPa，增長(zhǎng)率為123%，完全滿(mǎn)足抗震臨界值的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，起到了一定的加固效果。強(qiáng)夯法處理完成后，研究人員對(duì)土質(zhì)進(jìn)行取樣檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)位于地面以下10.5m處的淤泥質(zhì)土的密實(shí)性明顯得到增強(qiáng)，由此也表明了采取強(qiáng)夯法對(duì)地基進(jìn)行加固處理，效果顯著。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)工程軟土地基加固處理時(shí)，使用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固處理提高了土體的承載力，降低了土體的壓縮性，能有效控制工程投運(yùn)后地基的沉降量，同時(shí)也消除了地基土體出現(xiàn)液化的可能，可以取得良好的加固效果。實(shí)踐證明，使用強(qiáng)夯法對(duì)類(lèi)粉細(xì)砂地基土進(jìn)行加固是可行的，地基經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯處理后其土體承載力提升了近2倍。通過(guò)使用強(qiáng)夯法對(duì)軟土地基進(jìn)行處理，施工過(guò)程中粉細(xì)砂中的孔隙水壓力能夠快速消散，只要施工設(shè)備安排合理，可以采用不分遍施工技術(shù)進(jìn)行施工，以加快施工進(jìn)度。

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