强夯地基处理在块石回填土中的应用

强夯地基处理在块石回填土中的应用

浙江建筑2001年第6期｛总第110期

1 前言强夯地基处理在块石回填土中的应用封耀渝(东阳市横店罐团建设有限公司东阳322118) 强夯法是利用大吨位的起重机械，将100〜

600kN的重锤升至6〜40m的高处自由下落，利用夯锤自由下落的巨大冲击能和产生的冲击波反复夯击地

基土,将夯面以下一定深度的地基土层进行挤密,从而提高地基土的强度并降低其压缩性.由于该法具有设备简单,施工方便,适用范围广,效果显着,经济和工效高,节约材料等优点,自上世纪6o 年代法国梅那(Menard)技术公司首剖以来，常被用来处理大面积粉土,砂土,湿陷性黄土等,并很快得到推广应用.

用强夯法处理处于丘陵地带以及填土主要为块石,碎石,牯性土等的场地,并要求强夯处理后地基的承载力应达到160〜300MPa时，其强夯的效果如何?为此查找了相关资料,并根据工程的需要进行了试夯,在此基础上修改调整了技术参数,最终圆满达到预期的要求,取得良好效果.本文将该工程的有关情况作一介绍.

2 工程场地特点及地基处理方案东阳横店影视城明清官苑拍摄基地.场地面积

364m X 1270m共46.2万平方米，场区处于次丘陵地带,地形复杂,高程变化大,需对场地进行挖方和填方.挖填方后填方深度起伏较大,最大填土厚达15m 以上,且填土主要为块石,碎石,牯性土等,块石主要为粉沙岩,细砂岩和泥岩等.直径从0.52.5m 不等,杂乱堆

填,在填筑过程中未注意夯填密实,土体处于疏松状态,地基承载力较低,且场区内部分区域还有鱼塘,塘深 1.5—2.5m 左右,场区现状地形平坦.

根据上述情况,对大面积填土的处理,仅以压路机作表面碾压,影响深度太浅,不能满足工程要求. 但是采用强夯处理后的地基能否作为建筑物的地基则有不同的看法.主要有以下几种考虑:①填土厚度大（最厚达15m 以上）,而且填土层下为自然地貌, 大部分区域为耕植土,个别区域为鱼塘,强夯的影响深度难以达到，形成软弱下卧层；②填土料主要为块石,碎石,且料径太大,大石料可能会阻止强夯冲击下的下传,影响有效加固深度,致使强夯效果不理想,质量难于保证；

③部分建筑处于挖填方区内，因地基不同沉降不均会引起结构开裂,不如采用桩基处理.但如用桩基处理,也同样存在一些难于解决的问题,主要也有以下几点围难:①因填土时未对块石料径进行控制,填土内含有不均匀分布的大块石,采用打人式桩时，施工会遇到困难，工期难于控制；②如用机械冲L成型灌注桩处理方案，因填土松散，尚未完成自重固结（也可能无法固结）成孔较困难,而且施工时也会遇到填土内大块石的干扰，费用较大;③ 如用人工挖L 桩方案时,由于大部分建筑物属仿古建筑,高度不高,荷载不大,且柱网较密,桩承载力利用率低,不经济.综合上述情况,结合工程的特点, 最后提出:对于承载力要求不是特别大的建筑物,采用强夯法地基处理方案,其工程造价也不会太高,而且在技术上经过分析是可行的,工期也较短;对于承载力要求较大的建筑物采用人工挖孔桩方案.

3 强夯试验情况

由于国内尚无在用大量回填块石,碎石,粘性土作回填土上强夯地基处理的先例,无有关数据可查, 因而在进行强夯试验前,查阅了相关强夯方面的有关技术书籍,资料,并参照《地基与基础工程施工及验收规范(GBJ202—83)》,《建筑地基处理技术规范(JBJ79-9t)》的有关内容，结合工程及设备情况, 初步确定了相关参数作为试验依据，决定先在2om X 30m回填土最大厚为12m左右的一块场地内进行试夯.

(1) 设备情况:本次试夯选用的强夯施工机械为杭州重型机械厂生产的W 一200A 型强夯机,最大起重能力500kN,吊杆有效长度20m,铸钢夯锤直径2.1m,重

160kN,采用机械提升气动脱钩自由落体式夯击.

(2) 设计参数选定:由于所夯击区域的回填料中所含块石,碎石较多,土料中含水率偏低,因而连续夯击.采用"点夯两遍,满夯一遍"的方法,第一遍

点夯时夯点间距6m X 6m,呈梅花形布置，第二遍点夯时夯其中间(图1).点夯的夯击能为20(~OkN?m. 锤落高12.5m,要求每点的夯击不少于8次,且最后两击的夯沉量不大于5em.满夯的夯击能不小于800kN'm,锤落高5m,前后夯印搭接一半，直至结束.

第一遍点夯完成后，夯坑深一般1.31.8m不等,个别夯坑深达2.0m,用挖掘机将第一遍点夯坑填平后,再作第二遍点夯,第二遍夯完成后,夯坑深般0.7〜13m:点夯完成后，将场地推平后作一遍满夯,每点一击,夯印搭接1/2,满夯时平均沉降量为12〜15era最后夯击完成后与原地面的平均高差为 1.2 〜1.6m.

图 1 试夯时的夯点布置

强夯中，选用强夯的锤底静压值46.2kPa单位

夯击能4620kN?m/m2.强夯有效加固深度H=5.0〜

7.0m,要求经强夯处理后，地基承载力达到160kPa 以上.

(3) 效果检验:试夯完成后1 0天,随即委托地质工程勘察单位对强夯效果进行了检测,主要按下述 4 个技术要求进行:①试夯地段填土地基承载力标准值;②强夯后填土的持力层厚度(即强夯有效加固深度);③强夯后填土的密度程度：④强夯影响深度. 经对试夯区8 点次及未经强夯试夯位置 1 点次的N635原位触探试验,结果如下:经强夯处理的地段, 地表块石破碎,直径2.0〜20.OclTl 不等.地基土的综台承载力标准值达到了

160MPa以上,但仍有个别孔位在3.2m 左右深度遇大块石,无法测试到底外,试夯的有效加固深度达5.2〜5.6m.强夯后的土层密度属稍密一中密的程度.土的密度为2.10g,/em~. 对试夯地段的检测还表明,此次地基试夯处理的结果仍存在着一些不足，主要为:①地基的不均性有较大的改善,但从动探曲线分析,仍存在着不均匀性;②因填料中遇大块石，阻止强夯冲击力的下传，影响强夯深度；③在20(]OkN?m夯击能的作用下, Menard公式中的修正系数为0.37—0.4;④表面层厚0.5—0.8m左右的土层较松软，地基承载力偏低.