强夯法地基处理技术在挡土墙基底加固施工中的应用

杨良雄

摘 要：本文简述了强夯法地基处理技术的概念与特点，并结合强夯法在厦门第二西通道（海沧隧道）工程竹兰山采石场弃土场挡土墙基底加固应用的工程实例，说明了强夯法在挡土墙基底加固中地基承载力提升较大，地基加固效果明显。

关键词：强夯法；基底加固；承载力；效果

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.098

0 引言

强夯法是利用起重机将重锤提升到一定的高度，使其自由落下给地基土强大的冲击和振动，以达到提高地基强度和降低其压缩性的目的[2]。

强夯法具有效果显著、适用面广、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料和费用低廉等诸多优点。它不仅能提高地基土的强度、降低其压缩性、还能改善其抗振动液化的能力和消除黄土地基的湿陷性，目前已在工业民用建筑、公路及铁路路基、机场跑道、码头堆场等地基加固工程中得到了成功运用[2]。

1 强夯法地基处理技术在挡土墙基底加固工程中的应用

1.1 工程概况

海沧区竹兰山采石场为厦门第二西通道（海沧隧道）工程的弃土场。21世纪初规划为采石场，片区内炸山采石及加工生产，致使该片区自然景观和生态环境遭到严重的破坏，水土流失严重。采石场场地高低不平、坑坑洼洼，各分区高差较大，且存在有多处大深坑、乱石堆和生产过程中产生的生活垃圾等固体废弃物[3]。

由于该弃土场弃土量大，为确保弃土场长期稳定，在弃土场下方沿线设计一处483m挡土墙，勘探数据显示，K0+230.0～K0+360.0段挡土墙基底为杂填土和淤泥质土，厚度2～6m，深度大，采用一般基底处理技术难以满足挡墙施工要求[3]。

1.2 弃土场挡墙基底换填

设计图纸中明确要求，K0+230.0～K0+360.0段挡墙基底承载力应达到140～170Kpa，基坑开挖至基底设计标高时，经现场地基承载力检测，为75～100 Kpa不等，无法达到设计要求承载力要求。按照设计要求，在强夯施工前，首先应对该段挡土墙基底进行换填处理，平均换填深度2.0m，换填材料采用隧道主洞开挖洞渣，中风化辉绿岩，灰黑色，岩质较硬。换填施工完成后，整平处理，做试夯场地准备。

1.3 挡土墙基底强夯处理

1.3.1 试夯施工

（1）K0+230.0～K0+360.0段挡土墙基底强夯法地基处理设计图要求如下：

①单击夯能为5000Kn·m；

②最后两击的平均夯沉量应不大于100mm。

（2）强夯设备选择。挡土墙基底强夯施工机械采用带有自动脱钩装置的履带式起重机，履带式起重机性能良好，功率较高，可实现有效强夯施工。夯锤锤重35.79t，锤径为1.4m，夯锤落距为14.0m，夯点单击夯能E=mgh=35.79×10×14.0=5036Kn·m，满足设计要求（5000Kn·m）。

（3）通过试夯，确定强夯点夯施工参数。

①在试验内随机选取2点进行强夯试验，试夯过程测量人员及时采集相应标高变化数据（表1、表2）。

②数据分析。夯击次数和夯沉量关系曲线如下：

从以上两组点夯试夯数据及夯沉量与夯击次数关系图可知：点夯至第6、第7击时，夯沉量趋于稳定，满足设计要求单击夯能为5000Kn·m，最后两击的平均夯沉量应不大于100mm的要求。因此，可确定强夯施工参数如下，以指导后续大面积强夯施工：

（1）夯锤落距不小于14.0m；

（2）夯击次数不小于6击；

（3）若发现夯沉量较大地段，可适当增加夯击次数，以确保基础的有效加固深度；

（4）夯坑周围不应发生过大隆起；

（5）不应夯坑过深而发生提锤困难。

1.3.2 挡墙基底强夯施工

（1）垫层铺筑。强夯施工前在施工区域铺设碎石垫层，并碾压

密实。碾压完成后再进行强夯施工，防止夯击时砾石飞溅伤人。

（2）夯点放样。放样用全站仪和钢尺依据区块定位桩实施。通过夯点放样，预先在场地上标定出每遍主夯点，在每一遍主夯点施工前，在强夯区内用白灰放测直径等于夯锤直径的圆形点位，圆心即为夯点中心，圆心撒上白灰，作为夯锤找点的标志。每夯完一遍重新进行下一遍的施工放样，具体操作同前。

（3）主夯点施工。主夯点施工是一个基本作业程序的重复循环过程。强夯区域采用两遍点夯，一遍满夯的加固方案。锤径为1.4m，点夯夯点布置采用梅花型布置，间距3m，第一遍夯位间距为6m×3m，第二遍夯位间距也为6m×3m，两遍点夯后形成3m×3m的夯坑。点夯单击夯能为5000KN.m，单点夯击次数为6击，满夯单击夯能为1000KN.m，单点夯击次数为2击。

（4）施工后地基承载力检测。强夯施工完成后，对该段挡土墙基底进行相应地基承载力检测，承载力为220～240 Kpa不等，符合设计挡墙基底承载力要求。

1.3.3 强夯施工质量控制要点及注意事项

（1）正式开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单击夯击能量符合要求。

（2）夯击次数也是强夯施工中应严格控制的一个重要施工参数。

（3）强夯施工的合适顺序为：先两边，后中间。即在同一排（横向）强夯施工时，先施工靠近路肩的夯点，再施工中间的夯点。

（4）为确保施工安全，强夯开始施工前，应认真检查强夯起重设备的门架、横梁、脱钩器等主要结构和部件的材料的制作及安装质量。

（5）注意吊车、夯锤附近人员的安全。为防止飞石伤人，吊车驾驶室应加防护网。夯锤起吊后，吊臂和夯锤下方15m范围内不得站人，非工作人员应远离夯击点30m以外。吊车就位后一定要检查门架是否平稳。

2 结语

本文通过阐述强夯法地基处理技术在厦门第二西通道（海沧隧道）工程弃土场挡土墙基底强夯加固中的实际应用可知，强夯法地基处理技术对地基承载力提升较大，加固效果明显；与普通的地基加固处理技术相比较，强夯法施工成本较低。可为类似场地条件的地基加固工程提供一定的经验与参考。

参考文献：

[1]李九林，贾乃康.强夯法在加固高速公路软弱和液化地基中的应用[J].铁道标准设计，2004（06）：54-55.

[2]籍延青，粱仁旺.填士的强夯机理与实验研究[D].硕士学位论文.太原：太原理工大学，2005.

[3]厦門第二西通道工程三阶段施工图设计[S].