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×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×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×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

一

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l2～15era,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10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.