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【摘 要】 为了提高地基承载力和降低土层压缩性，可以采用强夯法加固“围海造地”地基的处理，该方法具有施工工艺简单、适用性强、工期短，节省投资，加固效果好等优点，是我国目前最为常用和最经济的深层地基处理方法之一。结合工程实例介绍强夯法地基处理施工技术在实际施工中的应用。
【关键词】 “围海造地”;强夯法;参数选择;起吊设备;强夯法施工
前言：
强夯法是法国Menard技术公司于1963年首创的一种地基加固方法，它通过一般重为10-40t的重锤和10-40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度，降低土的压缩性，改善土的抗液化条件，消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。
优点：地基经强夯加固后，承载力可以提高2-5倍，压缩性可降低500%-1000%其影响深度在10m以上。是一种效果好、速度快、节省材料、施工简单的地基加固方法。
适用范围：用于处理碎石、砂土、低饱度的粉土和粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土以及“围海造地”等地基的处理;对于高饱和度淤泥在采取一定技术措施后也可以采用。
应用范围：可应用于工业厂房、民用建筑、设备基础、油罐、堆场、公路、铁道、桥梁、机场跑道、港口码头等工程的地基加固。
1 强夯参数的选择
强夯施工参数的确定依据是场地的地质条件及土质情况和具体工程要求以确定
1.1强夯法的有效加固深度：应根据现场试夯或当地经验确定。
1.2夯点的夯击次数：应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并应同时满足下列条件：
1.2.1最后两击的平均夯沉量不宜大于下列数值：当单击夯击能小于3000kN·m时为50mm;当单击夯击能不小于3000kN·m，不足6000kN·m时为100mm;当单击夯击能不小于6000kN·m，不足10000kN·m时为200mm;当单击夯击能不小于10000kN·m，不足15000kN·m时为250mm;当单击能不小于15000kN·m时为300mm;
1.2.2夯坑周围地面不应发生过大的隆起;
1.2.3不因夯坑过深而发生提锤困难。
1.3夯击遍数：应根据地基土的性质确定，可采用点夯2～4遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。最后再以低能量满夯1～2遍，满夯可采用轻锤或低落距锤多次夯击，1/4锤印搭接。
1.4两遍夯击之间时间间隔：取决于土中超静孔隙水压力的消散时间，当缺少实测资料时，可根据地基土的渗透性确定，对于渗透性较差的粘性土地基，间隔时间不应少于3～4周;对于渗透性好的地基可连续夯击。
1.5夯击点位置：可根据基底平面形状，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.5～3.5倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。以后各遍夯击点间距可适当减小。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。
1.6強夯处理范围：应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。对可液化地基，扩大范围不应小于可液化土层厚度的1/2，并不应小于5m，对湿陷性黄土地基，尚应符合现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑地筑规范》GB50025有关规定。
2 强夯起吊设备的选择
2.1施工机械宜采用带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。
2.2夯锤质量：可取10t～40t，其底面形式宜采用圆形或多边形，锤底面积宜按土的性质确定，锤底静接地压力值可取25kPa～40kPa，对于细颗粒土锤底静接地压力宜取较小值。锤的底面宜对称设置若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取250mm～300mm。
3 强夯法施工
3.1强夯施工准备
3.1.1施工前应做好强夯地基地质勘查，查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成损坏。
3.1.2当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备会产生有害的影响时，应设置监测点，并采取挖同振沟等隔振或防振措施。
3.1.3现场试夯：根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行试夯。应根据不同土质条件待试夯结束一至数周后，对试夯场地进行检测，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。
3.2强夯法施工步骤
3.2.1清理并平整施工场地;
3.2.2标出第一遍夯点位置，并测量场地高程;
3.2.3起重机就位，夯锤置于夯点位置;
3.2.4测量夯前锤顶高程;
3.2.5将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平;
3.2.6重复步骤5，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。当夯坑过深出现提锤困难，又无明显隆起，而尚未达到控制标准时，宜将夯坑回填不超过1/2深度后，继续夯击;
3.2.7换夯点，重复步骤3至6，完成第一遍全部夯点的夯击;
3.2.8用推土机将夯坑填平，并测量场地高程;
3.2.9在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。
4 夯实地基的质量检验
4.1质量检验 4.1.1强夯中的质量监测：检查施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合设计要求时应补夯或采取其他有效措施;
4.1.2强夯后地基的质量检验，强夯处理后的地基竣工验收时间应在施工结束后间隔一定时间方能进行，对于碎石土和砂土地基，其间隔时间可取7～14d;粉土和粘性土地基可取14～28d。
4.2强夯处理后的地基竣工验收时方法：承载力检验应采用静载试验、原位测试和室内土工试验。
4.3竣工验收检验工作量
4.3.1应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定，对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑地基的载荷试验检验点不应少于3点;对于复杂场地或重要建筑地基应增加检验点数。
5 工程实例
工程概况：某厂新建工程位于填海工业区占地面积7.2万平方米，该地貌属于海岸潮间带，经人工回填整平，场地地势平坦，呈东高西低趋势。高程5.72-7.61m，最大高差1.89m。经钻探揭露地层自上而下分别为杂填土、素填土、中砂、粉质粘性土混角砾、粘土混碎石、残积土、全风化泥灰岩等各层描述如下：
①1杂填土（Q4mL）：杂色，松散，干～稍湿～饱和，主要由生活垃圾，建筑垃圾及板岩、石灰岩、石英岩碎石和角砾、粘性土组成，碎石以上含量约20%～40%，局部见有块石。层厚1.80～15.00m;
①2素填土（Q4mL）：黄褐色、红褐色等，松散，干～稍湿～饱和，主要由碎石和粘性土组成，碎石含量30%左右，层厚1.80～15.00m;
②中砂（Q4m）：黄褐色、饱和，松散，长石、石英质颗粒，分选差，颗粒粒径变化较大，局部含淤泥质粉质粘土、贝壳，局部见粉质粘性土（混角砾）透镜体，层厚0.60～4.6m，地基承载力=140kpa;
③粉质粘性土混角砾（Q3m）：黄褐色、红褐色等，松散～稍密，湿～饱和，混有石英岩角砾，含量20-40%局部60%。局部见中粗砂夹层，层厚0.60～12.5m，地基承载力=140kpa;
④粘土混碎石（Q3EL）黄褐色、红褐色等，湿～饱和，粘土软塑～可塑，主要有粘粒组成，含20%左右石灰岩碎石，碎石粒径10～20mm不等。层厚0.90～4.80m，地基承载力=150kpa;
⑤残积土：黄褐色，由（泥）灰岩风化残积而成，地基承载力=180kpa。
⑥层以下为全、强、中风化泥灰岩石等，地基承载力大于300kpa
该场地拟建重型厂房、次重型厂房30078m2，6层办公楼，2栋建筑面积3000m2及其他建筑，按设计要求，强夯后地基承载力应分别达到180kPa和140kPa以上。
5.1为满足本工程设计要求，强夯范围、点夯夯击能确定
5.1.1 2#主廠房、3a#、3b#、4#车间采用4000kN.m点夯夯击能，每边超出建筑物外边缘3m，点夯3遍;
5.1.2室外及其他建筑为，采用2000kN.m点夯夯击能夯击能，点夯2遍;
5.1.3点夯完毕，全场采用1000kN.m满夯2遍，1/4锤印搭接。
5.2夯点、夯距确定：第一遍按正交点位布置夯点，第二遍按第一遍就近4个夯点围成区域的中心取点，第三遍按第一、二遍就近4个夯点围成区域的中心取点。夯距为4.5m，夯击数为8击。
5.3设备主要采用20T和32T电动履带起重机，并配有卷扬和龙门支架，夯锤为20T重的铸铁锤，锤底直径2.5m，脱锤器为拉索牵引脱锤式。强夯施工时从场地边缘夯向中央。
5.4强夯处理地基验收方法：采用9个载荷试验、11孔超重动力触探试验。（A区6个载荷、9孔触探试验、B区3个载荷、2孔触探试验）在强夯处理后14d进行;勘探结果如下：
载荷试验参数表
编 号
试验参数 室外及其它建筑物 2号主厂房 3a#、3b#、4#等车间
1 2 3 4 5 6 7 8 9
地面标高（m） 6.00 6.10 6.20
压板底标高（m） 5.80 5.90 6.00
承载力特征fak（kpa） 210 230 230 220 200 210 230 240 240
承载力特征平均值 220 210 230
11孔超重动力触探试验结果：1#～11#监测点统计深度范围5.6～6m承载力特征值均大于210kpa
6 结论
本工程载荷试验、超重动力触探试验均满足设计要求，大于承载力180kpa本次强夯己完全达到预期的效果。强夯法具有施工设备简单，施工便捷，适应范围广，节省材料，降低投资，工期短等优点在本实例中得到证实，因此强夯法在“围海造地”地基加固中应当广泛推广应用。
参考文献：
[1]金喜平，邓庆阳.基础工程北京.机械工业出版社，2006.1
[2]危道军.建筑施工技术（第二版），北京：人民交通出版社，2011.8
[3]建筑地基处理技术规范JG79-2012
【关键词】 “围海造地”;强夯法;参数选择;起吊设备;强夯法施工
前言：
强夯法是法国Menard技术公司于1963年首创的一种地基加固方法，它通过一般重为10-40t的重锤和10-40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度，降低土的压缩性，改善土的抗液化条件，消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。
优点：地基经强夯加固后，承载力可以提高2-5倍，压缩性可降低500%-1000%其影响深度在10m以上。是一种效果好、速度快、节省材料、施工简单的地基加固方法。
适用范围：用于处理碎石、砂土、低饱度的粉土和粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土以及“围海造地”等地基的处理;对于高饱和度淤泥在采取一定技术措施后也可以采用。
应用范围：可应用于工业厂房、民用建筑、设备基础、油罐、堆场、公路、铁道、桥梁、机场跑道、港口码头等工程的地基加固。
1 强夯参数的选择
强夯施工参数的确定依据是场地的地质条件及土质情况和具体工程要求以确定
1.1强夯法的有效加固深度：应根据现场试夯或当地经验确定。
1.2夯点的夯击次数：应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并应同时满足下列条件：
1.2.1最后两击的平均夯沉量不宜大于下列数值：当单击夯击能小于3000kN·m时为50mm;当单击夯击能不小于3000kN·m，不足6000kN·m时为100mm;当单击夯击能不小于6000kN·m，不足10000kN·m时为200mm;当单击夯击能不小于10000kN·m，不足15000kN·m时为250mm;当单击能不小于15000kN·m时为300mm;
1.2.2夯坑周围地面不应发生过大的隆起;
1.2.3不因夯坑过深而发生提锤困难。
1.3夯击遍数：应根据地基土的性质确定，可采用点夯2～4遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。最后再以低能量满夯1～2遍，满夯可采用轻锤或低落距锤多次夯击，1/4锤印搭接。
1.4两遍夯击之间时间间隔：取决于土中超静孔隙水压力的消散时间，当缺少实测资料时，可根据地基土的渗透性确定，对于渗透性较差的粘性土地基，间隔时间不应少于3～4周;对于渗透性好的地基可连续夯击。
1.5夯击点位置：可根据基底平面形状，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.5～3.5倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。以后各遍夯击点间距可适当减小。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。
1.6強夯处理范围：应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2至2/3，并不宜小于3m。对可液化地基，扩大范围不应小于可液化土层厚度的1/2，并不应小于5m，对湿陷性黄土地基，尚应符合现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑地筑规范》GB50025有关规定。
2 强夯起吊设备的选择
2.1施工机械宜采用带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。
2.2夯锤质量：可取10t～40t，其底面形式宜采用圆形或多边形，锤底面积宜按土的性质确定，锤底静接地压力值可取25kPa～40kPa，对于细颗粒土锤底静接地压力宜取较小值。锤的底面宜对称设置若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取250mm～300mm。
3 强夯法施工
3.1强夯施工准备
3.1.1施工前应做好强夯地基地质勘查，查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因施工而造成损坏。
3.1.2当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备会产生有害的影响时，应设置监测点，并采取挖同振沟等隔振或防振措施。
3.1.3现场试夯：根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行试夯。应根据不同土质条件待试夯结束一至数周后，对试夯场地进行检测，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。
3.2强夯法施工步骤
3.2.1清理并平整施工场地;
3.2.2标出第一遍夯点位置，并测量场地高程;
3.2.3起重机就位，夯锤置于夯点位置;
3.2.4测量夯前锤顶高程;
3.2.5将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平;
3.2.6重复步骤5，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。当夯坑过深出现提锤困难，又无明显隆起，而尚未达到控制标准时，宜将夯坑回填不超过1/2深度后，继续夯击;
3.2.7换夯点，重复步骤3至6，完成第一遍全部夯点的夯击;
3.2.8用推土机将夯坑填平，并测量场地高程;
3.2.9在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。
4 夯实地基的质量检验
4.1质量检验 4.1.1强夯中的质量监测：检查施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合设计要求时应补夯或采取其他有效措施;
4.1.2强夯后地基的质量检验，强夯处理后的地基竣工验收时间应在施工结束后间隔一定时间方能进行，对于碎石土和砂土地基，其间隔时间可取7～14d;粉土和粘性土地基可取14～28d。
4.2强夯处理后的地基竣工验收时方法：承载力检验应采用静载试验、原位测试和室内土工试验。
4.3竣工验收检验工作量
4.3.1应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定，对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑地基的载荷试验检验点不应少于3点;对于复杂场地或重要建筑地基应增加检验点数。
5 工程实例
工程概况：某厂新建工程位于填海工业区占地面积7.2万平方米，该地貌属于海岸潮间带，经人工回填整平，场地地势平坦，呈东高西低趋势。高程5.72-7.61m，最大高差1.89m。经钻探揭露地层自上而下分别为杂填土、素填土、中砂、粉质粘性土混角砾、粘土混碎石、残积土、全风化泥灰岩等各层描述如下：
①1杂填土（Q4mL）：杂色，松散，干～稍湿～饱和，主要由生活垃圾，建筑垃圾及板岩、石灰岩、石英岩碎石和角砾、粘性土组成，碎石以上含量约20%～40%，局部见有块石。层厚1.80～15.00m;
①2素填土（Q4mL）：黄褐色、红褐色等，松散，干～稍湿～饱和，主要由碎石和粘性土组成，碎石含量30%左右，层厚1.80～15.00m;
②中砂（Q4m）：黄褐色、饱和，松散，长石、石英质颗粒，分选差，颗粒粒径变化较大，局部含淤泥质粉质粘土、贝壳，局部见粉质粘性土（混角砾）透镜体，层厚0.60～4.6m，地基承载力=140kpa;
③粉质粘性土混角砾（Q3m）：黄褐色、红褐色等，松散～稍密，湿～饱和，混有石英岩角砾，含量20-40%局部60%。局部见中粗砂夹层，层厚0.60～12.5m，地基承载力=140kpa;
④粘土混碎石（Q3EL）黄褐色、红褐色等，湿～饱和，粘土软塑～可塑，主要有粘粒组成，含20%左右石灰岩碎石，碎石粒径10～20mm不等。层厚0.90～4.80m，地基承载力=150kpa;
⑤残积土：黄褐色，由（泥）灰岩风化残积而成，地基承载力=180kpa。
⑥层以下为全、强、中风化泥灰岩石等，地基承载力大于300kpa
该场地拟建重型厂房、次重型厂房30078m2，6层办公楼，2栋建筑面积3000m2及其他建筑，按设计要求，强夯后地基承载力应分别达到180kPa和140kPa以上。
5.1为满足本工程设计要求，强夯范围、点夯夯击能确定
5.1.1 2#主廠房、3a#、3b#、4#车间采用4000kN.m点夯夯击能，每边超出建筑物外边缘3m，点夯3遍;
5.1.2室外及其他建筑为，采用2000kN.m点夯夯击能夯击能，点夯2遍;
5.1.3点夯完毕，全场采用1000kN.m满夯2遍，1/4锤印搭接。
5.2夯点、夯距确定：第一遍按正交点位布置夯点，第二遍按第一遍就近4个夯点围成区域的中心取点，第三遍按第一、二遍就近4个夯点围成区域的中心取点。夯距为4.5m，夯击数为8击。
5.3设备主要采用20T和32T电动履带起重机，并配有卷扬和龙门支架，夯锤为20T重的铸铁锤，锤底直径2.5m，脱锤器为拉索牵引脱锤式。强夯施工时从场地边缘夯向中央。
5.4强夯处理地基验收方法：采用9个载荷试验、11孔超重动力触探试验。（A区6个载荷、9孔触探试验、B区3个载荷、2孔触探试验）在强夯处理后14d进行;勘探结果如下：
载荷试验参数表
编 号
试验参数 室外及其它建筑物 2号主厂房 3a#、3b#、4#等车间
1 2 3 4 5 6 7 8 9
地面标高（m） 6.00 6.10 6.20
压板底标高（m） 5.80 5.90 6.00
承载力特征fak（kpa） 210 230 230 220 200 210 230 240 240
承载力特征平均值 220 210 230
11孔超重动力触探试验结果：1#～11#监测点统计深度范围5.6～6m承载力特征值均大于210kpa
6 结论
本工程载荷试验、超重动力触探试验均满足设计要求，大于承载力180kpa本次强夯己完全达到预期的效果。强夯法具有施工设备简单，施工便捷，适应范围广，节省材料，降低投资，工期短等优点在本实例中得到证实，因此强夯法在“围海造地”地基加固中应当广泛推广应用。
参考文献：
[1]金喜平，邓庆阳.基础工程北京.机械工业出版社，2006.1
[2]危道军.建筑施工技术（第二版），北京：人民交通出版社，2011.8
[3]建筑地基处理技术规范JG79-2012