基坑處理及強夯施工技術設計探討

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［摘要］在當前基坑工程項目中，特別對于高填方項目，基坑處理主要的技術手段是強夯法。通過現場施工、理論分析對強夯施工技術進行研究，建立了一種強夯的技術體系及其施工方法，主要得出以下研究成果：（1）研究了強夯的技術，總結了夯擊能和夯擊次數，形成了夯擊方案；（2）研究了強夯設計參數，確定夯擊次數、夯擊點的布置及有關注意事項；（3）研究了強夯的施工過程，確定了施工流程，提出了在施工測量、夯點放樣、夯點作業的注意事項；（4）根據工程經驗，總結了技術要點和注意事項，保證了現場施工的順利進行。

［關鍵詞］強夯施工；基坑處理；夯擊參數

1工程概況

高功率芯片生產項目位于濟南市高新北區，原為章丘區濟南鋼鐵集團總公司農場。該項目場地平整，普遍被第四系松散堆積物覆蓋，地貌單元屬山前平原地貌單元。清表后自然地坪標高為19.500~20.600m，地下水位標高為18.500m，并且有魚塘、藕池和一條河溝（有水）。設計廠區地坪標高為23.000m，整個廠區需要回填2.5~3.5m，根據有關報告，第②層粉細砂具有液化性，因此使用強夯的方法對土進行加固處理，并使土的液化消除或減小。

2強夯設計方案

2.1強夯部署

（1）暫未填土區域：強夯分為2層，對原土層進行強夯達到消除液化的目的，根據現場試夯確定的夯沉量，分多層填土，至場地設計標高以上60cm，再采用強夯對填土進行加固處理。進行2次夯擊，滿夯、點夯各1遍；考慮強夯施工對樁基的影響，CUB動力廠房樁基要先開工。對于藕池、魚池以及溝渠清淤換填后至原地面標高（絕對高程約19.500~20.200m）后，根據暫未填土區域強夯方案進行強夯。（2）已填土區域：采用分層填土的方式，夯擊次數為2遍，包括滿夯1遍、點夯1遍。

2.2試夯

根據有關工程經驗在施工區域內隨機選取4個試夯區，大小為0.2m×0.2m，用來確定相關參數。首先使用夯擊能為3000kN·m的點夯夯擊8次；然后采用夯擊能為1000kN·m的滿夯夯擊3次，搭接面積為1/4錘印面積；直到最后連續2次的夯擊沉降量必須均小于5cm，并且地面沒有異常。

2.3強夯施工機具

（1）起重機械。結合工程的質量要求以及施工工藝規定，確定合理的起重設備型號。根據工程的需要，確定使用W501履帶式起重機。（2）夯錘。根據工程需要，選擇使用鋼夯，結構平面為圓形。（3）錨系設備。該設備主要是門夾。（4）其他。包括應用推土機、電焊機等。

3強夯設計參數設計

3.1原地表強夯設計

（1）設計采用強夯對原地表進行加固處理，主要目的是消除第②層粉細砂的液化。進行2次夯擊，包括滿夯、點夯各1次；（2）采用夯擊能大小為3000kN·m的點夯，夯點布置為400cm×400cm；（3）根據試驗點夯的次數不少于8次；（4）采用夯擊能大小為1000kN·m的滿夯3次，搭接面積大小為1/4錘印面積；（5）如果夯擊施工的振動對周圍產生影響時，應進行監測，并采取防振措施。夯點布置如圖1所示。4m4m4m4m4m4m（a）（b）圖1原地表強夯設計及其參數（a）夯點布置示意；（b）滿夯布置示意。

3.2填土后強夯設計方案

（1）分層填土至場地設計標高以上60cm（根據現場試夯確定的夯沉量決定），采用強夯對表層填土進行加固處理。強夯處理設計夯擊遍數為2遍，包括點夯1遍、滿夯1遍；（2）采用夯擊能選用3000kN·m的點夯，夯點布置為350cm×350cm；（3）采用夯擊能為1000kNm·的滿夯，不大于3次，搭接面積大小為1/4錘印面積；（4）當夯擊施工的振動對周圍產生影響時，應進行監測，并采取防振或隔振措施。夯點布置如圖2所示。

4強夯施工方案

（1）施工測量：強夯施工前后各測量1次高程，計算沉降量，反映強夯前后產生的場地平均沉降量。（2）夯點放樣：根據設計在施工區域內標記位置選用合適的方式進行標記，方便施工。（3）夯點作業：是一個基本作業程序的重復循環過程。每次作業必須由專業人員記錄并計算沉降量，滿足要求時，可進行下一循環作業。主夯點作業程序，如圖3所示。

5強夯法施工技術要點

5.1準備階段

在對厚層軟土地基使用強夯法施工前，必須保障施工環境的清潔性，清除雜質，以免影響施工有效性。做好土工測試，若發現規格不達標情況必須及時調整。通常土工測試采用抽樣方式，測定干密度、含水量的數據，以此來判別夯實效果。

5.2平整場地

預壓施工次數至少應該在2次以上。為使設備正常通行，可以修建臨時道路，保證設備順利入場，進而可以保證機械設備正常進入到現場中進行施工。同時，應合理設置基礎排水設施，保證施工地區中不存在積水。

5.3夯點和行距布置

強夯施工過程中，夯點距離由試驗數據進行確定，并根據有關規范設計夯點位置。找1個穩定的點作為控制點，進行準確的夯點控制，保證位置精度達標。

5.4強夯遍數

強夯遍數確定中，首先要從壓縮量、土質以及沉降等參數方面入手，綜合分析各種影響因素之后確定強夯遍數。通常來說，施工區域中的土顆粒越細，則強夯遍數應該越多。含水量過大，應適當增加強夯遍數。在施工完成之后需要檢測沉降量參數，達到技術要求后方能進行后續施工。

6注意事項

根據土的特性強夯法在施工過程中應注意時間間隔，根據土層的性質，確定間歇期。當土的滲透性較差時，間隔時間在15~20d，當土的滲透性好，可連續夯擊。必須進行試夯，特別是大的項目，選擇有代表性的地方，來確定相關參數，試夯的評價參數包括地基孔隙比變化、最后2次擊夯沉量、夯擊次數、總夯沉量、每擊夯沉量。在強夯法實施時，振動會使已經夯實的土層周圍部分出現不同程度松動現象。因此在最后1次夯擊后可再次低能級夯擊1次。若滿夯參數設定不合理，在后期工程檢驗階段可發現：相較于下層土而言，厚度大的表層土密實程度較差。滿夯操作時，土體側向變形程度更強，表層更容易松散，可通過增加夯擊次數、縮短落錘距離、降低夯錘質量的方式提升夯實質量。通常夯填材料松散可幫助更便捷地將夯坑間積水有效排除，但施工現場仍需設置水泵、集水井、排水溝等設備設施，將因強夯法振出的積水及時處理，幫助地基消散固結。

7結束語

通過對基坑處理中強夯施工技術的研究，建立了一種強夯的技術體系及其施工方法，其主要研究結論如下。（1）研究了強夯的技術，總結了強夯部署，確定了在未填土和已經填土區域的夯擊次數；定了試夯的夯擊能和夯擊次數，形成了夯擊方案。（2）研究了強夯設計參數，總結了原地表強夯和填土后強夯的相關數據，確定夯擊次數夯擊點的布置、夯擊次數以及注意事項。（3）分析了強夯的施工過程，確定了施工流程，提出了在施工測量、夯點放樣、夯點作業的注意事項。（4）根據工程經驗總結了技術要點和注意事項，保證了現場施工的順利進行。

參考文獻

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作者：劉雨婷 單位：山東科技大學土木工程與建筑學院