浅谈鹤壁煤化工回填土的强夯法地基处理

王天定++李斌海++高红建

摘要：强夯法是我国目前最为常用和最为经济的深层地基处理方法之一。本文以鹤壁煤电股份有限公司年产60万吨甲醇工程为例，探讨了鹤壁煤化工回填土的强夯法地基处理情况。

关键词：鹤壁 煤化工 回填土 强夯法 地基处理

强夯法是法国Menard技术公司在1969年首创的一种地基加固方法。该法是先用起重机将8-30t的夯锤（最重可达200t）起吊8-20m的高度（最高可达40m）后，然后让其自由下落，以巨大冲击和振动能量冲击地基，从而提高地基的承载力。强夯法一般可使得地基强度提高2-5倍；变形沉降量降低，压缩性可降低2-10倍；地基密实度可增加90%；加固影响深度可达到6-10m。另外，还可以改善地基抵抗振动液化的能力，消除湿陷性黄土的湿陷性，提高土层的均匀度。强夯法适用于对加固碎石土、砂土、低饱和度粉土、粘性土、湿陷性黄土、素填土、杂填土、工业废渣、垃圾等地基的处理。强夯法是我国目前最为常用和最为经济的深层地基处理方法之一。

1 工程简介

鹤壁煤电股份有限公司年产60万吨甲醇工程位于太行山山前剥蚀准平原凉水井—水泉盆地中，地貌单元属丘陵地貌，厂内地形起伏较大，建设前需进行土方平衡。场地平整后，部分区域回填深度达20 m以上。若不进行强夯处理，回填区域将达不到设计要求。

2 加固地层特性

拟建场地表回填粉土夹场石，最终回填厚度在20 m左右，回填土具有以下不良特性：①不均匀性。回填土的颗粒，由于土源位置不同，造成回填土在纵横方向上的不均匀性。②欠固结性。由于回填时间短，回填土尚未完成自重固结，土粒需要一定时间进行再组合，土的有效应力要在固结条件下才能提高。

3 强夯技术要求

采用的强夯技术要求主要如下：强夯处理后地基承载力特征值≥200kPa，回弹模量≥30kPa；地基处理的有效影响深度5m；根据施工经验，建议夯击能采用3000kN·m；强夯地基处理范围：应依建筑物外边线为基线，外扩5-10 m；选择有代表性区域1000m2先进行试夯，待确定强夯参数后，再全面进行推广。

4 强夯参数设计

4.1 施工参数 根据施工区地质情况，结合施工经验，初步提出如下施工参数：

4.1.1 主要施工机械的选择：①主机选用QY25A型50t履带式吊车，臂杆长度22m，可满足3000kN·m能级强夯施工需要；②本工程3000kN·m主夯拟选用20t钢球锤，底面直径2.4m，底面积5.0m2，静压力为36kPa；③ 脱钩器，选用20t级的脱钩装置，脱钩器具有操作灵活、安全、耐磨等优点，可满足正常施工需要；④落距15m；⑤另外配备TY220（D80）型或160PS级推土机、J2型经纬仪、DS3型水准仪、塔尺、钢卷尺等辅助施工设备；⑥夯点平面布置示意图。

4.1.2 主夯时，夯点采用等腰三角形布点，夯点间距4.5m，夯击两遍，每遍夯击7击。

4.1.3 进行主夯时，最后两击平均贯入量≤5cm，若夯击数达到7击，而最后2击达不到平均贯入量要求时，需继续夯击该点，直到满足要求。

4.1.4 进行普夯时，普夯搭界，夯击能为1000kN·m，夯1遍。

4.1.5 控制回填土的含水量不宜超过15%。

4.2 回填深度 回填土的深度根据法梅那氏的计算公式（1）进行计算：H=■ （1）

其中，H为强夯加固土层影响深度（m）；M为夯锤重力（kN）；h为落距（m），锤底至起夯面的距离。

但实践证明，按这个公式计算的结果数值偏大。因此国内外经大量试验统计分析后，现都采用以下修正公式（2）计算：H=K■（2）

其中，K为修正系数，一般粘性土取0.5，回填松散土取0.2-0.3。

该工程采用夯击能3000kN·m时，根据公式计算，每层的回填深度为5m，即每回填5 m，就进行强夯1次。

4.3 试夯检测 试夯区采用载荷试验、静力触探、标贯试验进行检测。

4.4 大面积强夯 待试夯检测结束后，根据试夯参数，施工方同监理、业主等部门洽商后，确认强夯各项参数，然后进行大面积强夯。

5 强夯施工

5.1 施工步骤 我们可以依据试夯结果分析，选择适合的强夯参数。一般强夯应采取如下几个步骤进行施工：①清理场地，使起重机到达预定的强夯施工区域。②根据测量控制基点，按照设计要求的夯点位置放出第一遍夯点，并测量场地高程，要求定位放线偏差≤5cm。③夯锤对准夯点位置，对中偏差不大于20cm。④测量夯前锤顶高度。⑤将夯锤吊起至预定高度（15m），并检查提升高度，待夯锤锐钩后，测量锤顶高程，若发现坑底歪斜或夯坑过深（约1个锤高深度）时，及时填平坑底。⑥重复步骤⑤，按确定的施工击数夯击，并测量最后两击的平均夯沉量，符合双控标准要求后，即完成本夯点的施工，同时记录各项施工参数。⑦移位至下一夯点继续进行夯击施工。⑧完成第一遍夯击后应用铲车平整场地。⑨进行质量检验并测量高程，若夯击后地面下陷较大，可进行部分回填。⑩按照测量控制基点测量放线，放出第二遍夯击点（第一遍夯击点要与第二遍夯击点要有间隔），并用白灰在现场位置做出标记，进行第二遍强夯。■强夯结束后，应进行满铺式低锤平夯整个场地，每夯点夯击1击，锤印搭接。■最后对整个施工场地进行高程测量，进一步验证场地高程。■施工过程要保证夯击点中心位移偏差小于150mm，当夯坑底倾斜大于30度时，要立即将坑底填平后再进行夯击。

5.2 施工工艺流程 强夯的施工工艺流程如图1所示。

6 强夯效果的检测和评价

为了检验强夯的加固及处理液化效果，强夯后7d检测单位对强夯区域进行了土工取样试验，标准贯入试验，静力触探试验。

6.1 土工取样试验 现场使用DPP100-4E、DPP100-

3B和XY-130型钻机，采用螺旋钻干钻，土样采用钻机静压法采取，土样现场密封，及时送实验室测试。取土样孔主要布置于独立基础部分。

6.2 标准贯入试验 采用标准贯入仪作现场测试，严格按照规范执行，试验时清孔干净，扶正钻杆，详细记录贯入度。采用导向杆变径自动脱钩式落锤装置（锤重为63.5kg，落距为76cm）配合钻机进行测试。整个场地内均有布置，以评价夯前、夯后地基土承载力等力学指标。

6.3 静力触探试验 静力触探试验采用LT-20A静力触探工程车施工，双桥探头，配备LMC-310C型自动采集、记录、数据处理打印微机系统。现场测试过程中，严格遵守有关规范规程。

7 强夯效果的检测评价

强夯结果应采用土工取样试验、标准贯入试验、静力触探试验等成果综合对各检测点的检测指标进行评价，依据见《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）第12.2.1条～第12.2.4条。评价岩土参数的标准值时，我们可按照式fk=γfm进行计算，其中γ为统计修正系数，fm为岩土参数的平均值。

评价正常使用极限状态计算所需要的岩土参数宜采用平均值，本工程中压缩模量Es按平均值选用。独立基础部分地基加固检测成果评价如表1所示。数据表明，经强夯处理后的地基承载力和压缩模量满足设计院提出的要求。

表1 独立基础部分地基加固检测成果评价表

■

参考文献：

[1]JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2]GB50021-2001，岩石工程勘察规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[3]叶观宝，高彦斌.地基处理.3版[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[4]谢有宁.海口站站房地基强夯施工技术[J].铁道标准设计，2004（3）.

作者简介：王天定（1990-），男，河南宁陵人，助理工程师，研究方向：防水处理。endprint

摘要：强夯法是我国目前最为常用和最为经济的深层地基处理方法之一。本文以鹤壁煤电股份有限公司年产60万吨甲醇工程为例，探讨了鹤壁煤化工回填土的强夯法地基处理情况。

关键词：鹤壁 煤化工 回填土 强夯法 地基处理

强夯法是法国Menard技术公司在1969年首创的一种地基加固方法。该法是先用起重机将8-30t的夯锤（最重可达200t）起吊8-20m的高度（最高可达40m）后，然后让其自由下落，以巨大冲击和振动能量冲击地基，从而提高地基的承载力。强夯法一般可使得地基强度提高2-5倍；变形沉降量降低，压缩性可降低2-10倍；地基密实度可增加90%；加固影响深度可达到6-10m。另外，还可以改善地基抵抗振动液化的能力，消除湿陷性黄土的湿陷性，提高土层的均匀度。强夯法适用于对加固碎石土、砂土、低饱和度粉土、粘性土、湿陷性黄土、素填土、杂填土、工业废渣、垃圾等地基的处理。强夯法是我国目前最为常用和最为经济的深层地基处理方法之一。

1 工程简介

鹤壁煤电股份有限公司年产60万吨甲醇工程位于太行山山前剥蚀准平原凉水井—水泉盆地中，地貌单元属丘陵地貌，厂内地形起伏较大，建设前需进行土方平衡。场地平整后，部分区域回填深度达20 m以上。若不进行强夯处理，回填区域将达不到设计要求。

2 加固地层特性

拟建场地表回填粉土夹场石，最终回填厚度在20 m左右，回填土具有以下不良特性：①不均匀性。回填土的颗粒，由于土源位置不同，造成回填土在纵横方向上的不均匀性。②欠固结性。由于回填时间短，回填土尚未完成自重固结，土粒需要一定时间进行再组合，土的有效应力要在固结条件下才能提高。

3 强夯技术要求

采用的强夯技术要求主要如下：强夯处理后地基承载力特征值≥200kPa，回弹模量≥30kPa；地基处理的有效影响深度5m；根据施工经验，建议夯击能采用3000kN·m；强夯地基处理范围：应依建筑物外边线为基线，外扩5-10 m；选择有代表性区域1000m2先进行试夯，待确定强夯参数后，再全面进行推广。

4 强夯参数设计

4.1 施工参数 根据施工区地质情况，结合施工经验，初步提出如下施工参数：

4.1.1 主要施工机械的选择：①主机选用QY25A型50t履带式吊车，臂杆长度22m，可满足3000kN·m能级强夯施工需要；②本工程3000kN·m主夯拟选用20t钢球锤，底面直径2.4m，底面积5.0m2，静压力为36kPa；③ 脱钩器，选用20t级的脱钩装置，脱钩器具有操作灵活、安全、耐磨等优点，可满足正常施工需要；④落距15m；⑤另外配备TY220（D80）型或160PS级推土机、J2型经纬仪、DS3型水准仪、塔尺、钢卷尺等辅助施工设备；⑥夯点平面布置示意图。

4.1.2 主夯时，夯点采用等腰三角形布点，夯点间距4.5m，夯击两遍，每遍夯击7击。

4.1.3 进行主夯时，最后两击平均贯入量≤5cm，若夯击数达到7击，而最后2击达不到平均贯入量要求时，需继续夯击该点，直到满足要求。

4.1.4 进行普夯时，普夯搭界，夯击能为1000kN·m，夯1遍。

4.1.5 控制回填土的含水量不宜超过15%。

4.2 回填深度 回填土的深度根据法梅那氏的计算公式（1）进行计算：H=■ （1）

其中，H为强夯加固土层影响深度（m）；M为夯锤重力（kN）；h为落距（m），锤底至起夯面的距离。

但实践证明，按这个公式计算的结果数值偏大。因此国内外经大量试验统计分析后，现都采用以下修正公式（2）计算：H=K■（2）

其中，K为修正系数，一般粘性土取0.5，回填松散土取0.2-0.3。

该工程采用夯击能3000kN·m时，根据公式计算，每层的回填深度为5m，即每回填5 m，就进行强夯1次。

4.3 试夯检测 试夯区采用载荷试验、静力触探、标贯试验进行检测。

4.4 大面积强夯 待试夯检测结束后，根据试夯参数，施工方同监理、业主等部门洽商后，确认强夯各项参数，然后进行大面积强夯。

5 强夯施工

5.1 施工步骤 我们可以依据试夯结果分析，选择适合的强夯参数。一般强夯应采取如下几个步骤进行施工：①清理场地，使起重机到达预定的强夯施工区域。②根据测量控制基点，按照设计要求的夯点位置放出第一遍夯点，并测量场地高程，要求定位放线偏差≤5cm。③夯锤对准夯点位置，对中偏差不大于20cm。④测量夯前锤顶高度。⑤将夯锤吊起至预定高度（15m），并检查提升高度，待夯锤锐钩后，测量锤顶高程，若发现坑底歪斜或夯坑过深（约1个锤高深度）时，及时填平坑底。⑥重复步骤⑤，按确定的施工击数夯击，并测量最后两击的平均夯沉量，符合双控标准要求后，即完成本夯点的施工，同时记录各项施工参数。⑦移位至下一夯点继续进行夯击施工。⑧完成第一遍夯击后应用铲车平整场地。⑨进行质量检验并测量高程，若夯击后地面下陷较大，可进行部分回填。⑩按照测量控制基点测量放线，放出第二遍夯击点（第一遍夯击点要与第二遍夯击点要有间隔），并用白灰在现场位置做出标记，进行第二遍强夯。■强夯结束后，应进行满铺式低锤平夯整个场地，每夯点夯击1击，锤印搭接。■最后对整个施工场地进行高程测量，进一步验证场地高程。■施工过程要保证夯击点中心位移偏差小于150mm，当夯坑底倾斜大于30度时，要立即将坑底填平后再进行夯击。

5.2 施工工艺流程 强夯的施工工艺流程如图1所示。

6 强夯效果的检测和评价

为了检验强夯的加固及处理液化效果，强夯后7d检测单位对强夯区域进行了土工取样试验，标准贯入试验，静力触探试验。

6.1 土工取样试验 现场使用DPP100-4E、DPP100-

3B和XY-130型钻机，采用螺旋钻干钻，土样采用钻机静压法采取，土样现场密封，及时送实验室测试。取土样孔主要布置于独立基础部分。

6.2 标准贯入试验 采用标准贯入仪作现场测试，严格按照规范执行，试验时清孔干净，扶正钻杆，详细记录贯入度。采用导向杆变径自动脱钩式落锤装置（锤重为63.5kg，落距为76cm）配合钻机进行测试。整个场地内均有布置，以评价夯前、夯后地基土承载力等力学指标。

6.3 静力触探试验 静力触探试验采用LT-20A静力触探工程车施工，双桥探头，配备LMC-310C型自动采集、记录、数据处理打印微机系统。现场测试过程中，严格遵守有关规范规程。

7 强夯效果的检测评价

强夯结果应采用土工取样试验、标准贯入试验、静力触探试验等成果综合对各检测点的检测指标进行评价，依据见《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）第12.2.1条～第12.2.4条。评价岩土参数的标准值时，我们可按照式fk=γfm进行计算，其中γ为统计修正系数，fm为岩土参数的平均值。

评价正常使用极限状态计算所需要的岩土参数宜采用平均值，本工程中压缩模量Es按平均值选用。独立基础部分地基加固检测成果评价如表1所示。数据表明，经强夯处理后的地基承载力和压缩模量满足设计院提出的要求。

表1 独立基础部分地基加固检测成果评价表

■

参考文献：

[1]JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2]GB50021-2001，岩石工程勘察规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[3]叶观宝，高彦斌.地基处理.3版[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[4]谢有宁.海口站站房地基强夯施工技术[J].铁道标准设计，2004（3）.

作者简介：王天定（1990-），男，河南宁陵人，助理工程师，研究方向：防水处理。endprint

摘要：强夯法是我国目前最为常用和最为经济的深层地基处理方法之一。本文以鹤壁煤电股份有限公司年产60万吨甲醇工程为例，探讨了鹤壁煤化工回填土的强夯法地基处理情况。

关键词：鹤壁 煤化工 回填土 强夯法 地基处理

强夯法是法国Menard技术公司在1969年首创的一种地基加固方法。该法是先用起重机将8-30t的夯锤（最重可达200t）起吊8-20m的高度（最高可达40m）后，然后让其自由下落，以巨大冲击和振动能量冲击地基，从而提高地基的承载力。强夯法一般可使得地基强度提高2-5倍；变形沉降量降低，压缩性可降低2-10倍；地基密实度可增加90%；加固影响深度可达到6-10m。另外，还可以改善地基抵抗振动液化的能力，消除湿陷性黄土的湿陷性，提高土层的均匀度。强夯法适用于对加固碎石土、砂土、低饱和度粉土、粘性土、湿陷性黄土、素填土、杂填土、工业废渣、垃圾等地基的处理。强夯法是我国目前最为常用和最为经济的深层地基处理方法之一。

1 工程简介

鹤壁煤电股份有限公司年产60万吨甲醇工程位于太行山山前剥蚀准平原凉水井—水泉盆地中，地貌单元属丘陵地貌，厂内地形起伏较大，建设前需进行土方平衡。场地平整后，部分区域回填深度达20 m以上。若不进行强夯处理，回填区域将达不到设计要求。

2 加固地层特性

拟建场地表回填粉土夹场石，最终回填厚度在20 m左右，回填土具有以下不良特性：①不均匀性。回填土的颗粒，由于土源位置不同，造成回填土在纵横方向上的不均匀性。②欠固结性。由于回填时间短，回填土尚未完成自重固结，土粒需要一定时间进行再组合，土的有效应力要在固结条件下才能提高。

3 强夯技术要求

采用的强夯技术要求主要如下：强夯处理后地基承载力特征值≥200kPa，回弹模量≥30kPa；地基处理的有效影响深度5m；根据施工经验，建议夯击能采用3000kN·m；强夯地基处理范围：应依建筑物外边线为基线，外扩5-10 m；选择有代表性区域1000m2先进行试夯，待确定强夯参数后，再全面进行推广。

4 强夯参数设计

4.1 施工参数 根据施工区地质情况，结合施工经验，初步提出如下施工参数：

4.1.1 主要施工机械的选择：①主机选用QY25A型50t履带式吊车，臂杆长度22m，可满足3000kN·m能级强夯施工需要；②本工程3000kN·m主夯拟选用20t钢球锤，底面直径2.4m，底面积5.0m2，静压力为36kPa；③ 脱钩器，选用20t级的脱钩装置，脱钩器具有操作灵活、安全、耐磨等优点，可满足正常施工需要；④落距15m；⑤另外配备TY220（D80）型或160PS级推土机、J2型经纬仪、DS3型水准仪、塔尺、钢卷尺等辅助施工设备；⑥夯点平面布置示意图。

4.1.2 主夯时，夯点采用等腰三角形布点，夯点间距4.5m，夯击两遍，每遍夯击7击。

4.1.3 进行主夯时，最后两击平均贯入量≤5cm，若夯击数达到7击，而最后2击达不到平均贯入量要求时，需继续夯击该点，直到满足要求。

4.1.4 进行普夯时，普夯搭界，夯击能为1000kN·m，夯1遍。

4.1.5 控制回填土的含水量不宜超过15%。

4.2 回填深度 回填土的深度根据法梅那氏的计算公式（1）进行计算：H=■ （1）

其中，H为强夯加固土层影响深度（m）；M为夯锤重力（kN）；h为落距（m），锤底至起夯面的距离。

但实践证明，按这个公式计算的结果数值偏大。因此国内外经大量试验统计分析后，现都采用以下修正公式（2）计算：H=K■（2）

其中，K为修正系数，一般粘性土取0.5，回填松散土取0.2-0.3。

该工程采用夯击能3000kN·m时，根据公式计算，每层的回填深度为5m，即每回填5 m，就进行强夯1次。

4.3 试夯检测 试夯区采用载荷试验、静力触探、标贯试验进行检测。

4.4 大面积强夯 待试夯检测结束后，根据试夯参数，施工方同监理、业主等部门洽商后，确认强夯各项参数，然后进行大面积强夯。

5 强夯施工

5.1 施工步骤 我们可以依据试夯结果分析，选择适合的强夯参数。一般强夯应采取如下几个步骤进行施工：①清理场地，使起重机到达预定的强夯施工区域。②根据测量控制基点，按照设计要求的夯点位置放出第一遍夯点，并测量场地高程，要求定位放线偏差≤5cm。③夯锤对准夯点位置，对中偏差不大于20cm。④测量夯前锤顶高度。⑤将夯锤吊起至预定高度（15m），并检查提升高度，待夯锤锐钩后，测量锤顶高程，若发现坑底歪斜或夯坑过深（约1个锤高深度）时，及时填平坑底。⑥重复步骤⑤，按确定的施工击数夯击，并测量最后两击的平均夯沉量，符合双控标准要求后，即完成本夯点的施工，同时记录各项施工参数。⑦移位至下一夯点继续进行夯击施工。⑧完成第一遍夯击后应用铲车平整场地。⑨进行质量检验并测量高程，若夯击后地面下陷较大，可进行部分回填。⑩按照测量控制基点测量放线，放出第二遍夯击点（第一遍夯击点要与第二遍夯击点要有间隔），并用白灰在现场位置做出标记，进行第二遍强夯。■强夯结束后，应进行满铺式低锤平夯整个场地，每夯点夯击1击，锤印搭接。■最后对整个施工场地进行高程测量，进一步验证场地高程。■施工过程要保证夯击点中心位移偏差小于150mm，当夯坑底倾斜大于30度时，要立即将坑底填平后再进行夯击。

5.2 施工工艺流程 强夯的施工工艺流程如图1所示。

6 强夯效果的检测和评价

为了检验强夯的加固及处理液化效果，强夯后7d检测单位对强夯区域进行了土工取样试验，标准贯入试验，静力触探试验。

6.1 土工取样试验 现场使用DPP100-4E、DPP100-

3B和XY-130型钻机，采用螺旋钻干钻，土样采用钻机静压法采取，土样现场密封，及时送实验室测试。取土样孔主要布置于独立基础部分。

6.2 标准贯入试验 采用标准贯入仪作现场测试，严格按照规范执行，试验时清孔干净，扶正钻杆，详细记录贯入度。采用导向杆变径自动脱钩式落锤装置（锤重为63.5kg，落距为76cm）配合钻机进行测试。整个场地内均有布置，以评价夯前、夯后地基土承载力等力学指标。

6.3 静力触探试验 静力触探试验采用LT-20A静力触探工程车施工，双桥探头，配备LMC-310C型自动采集、记录、数据处理打印微机系统。现场测试过程中，严格遵守有关规范规程。

7 强夯效果的检测评价

强夯结果应采用土工取样试验、标准贯入试验、静力触探试验等成果综合对各检测点的检测指标进行评价，依据见《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）第12.2.1条～第12.2.4条。评价岩土参数的标准值时，我们可按照式fk=γfm进行计算，其中γ为统计修正系数，fm为岩土参数的平均值。

评价正常使用极限状态计算所需要的岩土参数宜采用平均值，本工程中压缩模量Es按平均值选用。独立基础部分地基加固检测成果评价如表1所示。数据表明，经强夯处理后的地基承载力和压缩模量满足设计院提出的要求。

表1 独立基础部分地基加固检测成果评价表

■

参考文献：

[1]JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2]GB50021-2001，岩石工程勘察规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[3]叶观宝，高彦斌.地基处理.3版[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[4]谢有宁.海口站站房地基强夯施工技术[J].铁道标准设计，2004（3）.

作者简介：王天定（1990-），男，河南宁陵人，助理工程师，研究方向：防水处理。endprint