强夯置换法加固软弱地基应用实例

贾新发 阎爱荣 李存良

1 概述

强夯法多年来广泛应用在建筑、港口、码头等多种工程的地基加固上。强夯加固非饱和土，效果显著已经得到大家的认可，加固饱和砂土地基，夯后效果也很明显，对于厚层的淤泥质土，由于土体渗透性差，土体内的水排出困难，因此对夯击工艺和施工参数要求更加严格，本文介绍采取强夯置换与排水板结合使用的加固方法，取得了较好的效果，值得类似地基加固借鉴。

2 工程地质概况

工程位置距长江约1 100 m，地貌单元属于长江冲积平原，主要为河流相的第四系冲积物。场区地下水位埋深0.1 m～1.6 m，地层结构简述如下:①耕土:黄褐色，松散，由黏性土组成，含有大量植物根系;主要分布在场区北半部分，厚度0.20 m～2.60 m，平均0.68 m;层底标高5.41 m～8.60 m，平均6.33 m。①-1杂填土:褐色，松散，稍湿～湿，主要由黏性土和建筑垃圾及少量生活垃圾组成。主要分布在场区南半部分，厚度2.50 m～3.50 m，平均3.00 m;层底标高5.64 m～5.65 m，平均5.65 m。②粉质黏土:局部为黏土，黄褐色，可塑～硬塑，在接近水位或水位以下多为软塑。切面较光滑，韧性、干强度较高，含有少量铁锰质结核。该场区分布普遍，厚度0.30 m～3.70 m，平均1.92 m;层底标高3.30 m～6.18 m，平均4.89 m;该层标准贯入平均值为2.2击，属中等压缩性土。②-1粉土:灰褐～灰黄，湿～很湿，稍密。切面粗糙，干强质、韧性低，摇振反应迅速，见有少量云母碎片和较多铁质氧化物。该层局部出现，厚度 0.50 m～2.80 m，平均 1.35 m;层底标高2.31 m～5.50 m，平均3.69 m。③淤泥质粉质黏土:灰褐色，软塑～流塑，干强度、韧性低，摇振反应中等～迅速。偶见钙质结核。场区普遍分布，厚度 1.00 m～7.10 m，平均 4.49 m;层底标高-3.65 m～2.85 m，平均-1.43 m。该层标准贯入锤击数平均值为4.9击。属中等压缩性土。③-1粉洗砂:灰色，松散～稍密，饱和，均粒，主要矿物成分为长石、石英，含有少量云母碎片，夹有大量粉土夹层，偶见白色螺壳及腐烂植物体。场区分布较普遍，厚度1.00 m～15.40 m，平均6.37 m，层底标高-12.79 m～3.66 m。

3 设计参数

1)在大面积施工前，先进行了试夯，试夯面积 1 800 m2，设计要求:设计堆载为320 kPa。

2)试夯工艺参数选择如表1所示。

4 试夯施工过程简介

4.1 施工说明

强夯机械采用杭州产W200A型履带式起重机，点夯夯锤使用φ 2.2 m铸钢锤，锤重16 t，满夯夯锤使用φ 2.4 m混凝土锤。强夯前，场地回填石料1 m，一遍结束后再回填0.8 m左右，点夯结束后，填料厚度根据场地标高调整。

表1 试夯工艺参数

4.2 施工顺序

1)排水处理。对场地进行初平:在强夯区域内挖设100 cm×100 cm的盲沟，纵横布置，间距为23 m×95 m，经验收合格后进行石料回填，形成排水板顶层的横向排水通道(见图1)。

2)插塑料排水板SPBⅡ型，一般深度为5 m～12 m。

3)场地第一次铺废弃硬质粒料，厚度约为1 m，推平后用YT25拖式振碾式压实机进行振动碾压30遍。

4)进行点夯，夯能采用设计夯击能量和夯击数，采用三角形布点，分3遍跳打，每遍14击。夯完后填料整平场地。

5)最后采用YT25拖式振碾式压实机进行振动碾压60遍。

4.3 试夯小结

1)夯击时第1遍平均坑深1.55m，最后两击平均下沉量3.5 cm;第2遍平均坑深1.35 m，最后两击平均下沉量2.5 cm;第3遍平均坑深1.30 m，最后两击平均下沉量2.15 cm。强夯过程中可看到水从排水板处渗出，同时每个夯坑夯完后2 h左右有水渗出并形成积水，各夯坑积水高度不等，将坑内水抽干，2 d后不再有水渗出。2)局部夯击时，没有达到贯入度要求的，进行了填料补夯;施工过程中确保排水畅通，控制土体含水量，保证冲碾过程中不出现弹簧、翻浆现象。

5 夯后检测与试验结果

表2 试验结果

5.1 现场检测

1)选取检测点。现场会同业主、监理选取6点进行静载荷试验，分别为A1区4832，A2十一区 22-23，A10区 K22，B1区701，B2区4015，B5区17。2)加载方式。现场试验最大加载量按复合地基承载力特征值的两倍即700 kPa进行，分为10级，每级加载量为70 kPa;静载荷试验承压板2.9 m×2.9 m，板底铺设10 mm中粗砂找平，采用油压千斤顶加载，工字钢搭设堆载平台，砂袋堆积提供反力，最大压重量700 t。

5.2 检测结果

试验结果表明，6处试验点的P—S曲线均呈缓变型，承载力特征值取值按s/b=0.01取值，且取值不超过最大加荷值的1/2。结果6处试验点的承载力特征值均满足设计要求的350 kPa。具体试验结果如表2所示。

6 体会

1)本工程采取强夯置换饱和淤泥质土结合排水板加盲沟和明沟的降排水措施加固地基是有效的。2)强夯施工排水是关键，场区外围排水沟的积水控制在50 cm，夯坑内积水及时排走，不得超过24 h。3)强夯置换时，会产生很大的超孔隙水压力，造成软土的隆起和挤出，因此采取跳夯更有利于孔隙水压力的消散。4)强夯施工时，严格控制最后贯入量，达不到要求的，加料进行补夯，这样能起到调整深层软土层不均匀沉降的作用。

[1] YSJ 209-92，强夯地基技术规程[S].

[2] JGJ 79-2002，建筑地基处理技术规范[S].

[3] 徐至钧.强夯和强夯置换法加固地基[M].北京:机械工业出版社，2007.