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新建小区大面积回填土地基强夯处理与质量控制
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内容提示：采用强夯法对大面积回填土建筑场地地基处理,由于加固效果显著,强夯处理后的回填土承载力及沉降量均能满足基础结构设计要求。针对目前强夯法在哈尔滨地区应用较少,未来采用强夯法处理地基的工程会不断增加的情况,以哈尔滨某新建小区的工程实践为例,对新建小区大面积回填土地基强夯处理的施工程序与质量控制进行探讨。
地基强夯法是将夯锤提到高处使其自由落下将地基土夯实，经过多次重复提起落下，使地基表面形成一层较为均匀密实的硬壳层，从而提高地基承载力，降低其压缩性，改善地基性能。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度粉土与黏性土、素填土和杂填土等地基。强夯夯实的影响深度及加固效果与夯锤质量 锤底直径 落距 夯打遍数及土质条件等因素有关，需要通过现场试夯来确定。强夯法具有加固地基效果显著、适用土类广 设备简单 施工方便、节省材料 施工期短、施工文明和施工费用低等特点。针对目前强夯法在哈尔滨地区应用较少，本文以哈尔滨某新建小区的工程实践为例，对新建小区大面积回填土地基强夯处理的施工程序与质量控制进行探讨。该新建小区的建筑场地大面积回填土，其最厚处达到 7m，采用强夯处理地基在本地区尚属首例。（参考《建筑中文网》）
1 工程背景
1.1 工程概况
哈尔滨某新建小区坐落在哈市近郊，是集居住、文化娱乐、休闲购物与一体的新型居住区，以7 层砖混住宅为主，占地面积 16 万 m2，总建筑面积 34 万 m2。建筑场地地貌形态为松花江漫滩，整个场地地势起伏较大，最低标高 122m，最高标高136 m。根据场地竖向规划设计，场地内大部分回填土厚度在 4m ~ 7m 之间。
1.2 地质概况
土层分布情况，该工程地质概况是根据回填土方没有全部完成时，某一单体地质勘察报告揭示，土层分布大至为 6 层，见表 1。
表 1 工程地质资料
1.3 建筑物的基础
根据地质报告和现场桩静载试验确定，建筑物基础采用予应力空心管桩，桩径采用 300、400 两种，桩端持力层为第 3 层粉砂层，桩长 15m 左右。现场回填土未经处理土质松散。为减少回填土沉降引起桩负摩阻对桩承载力的影响，有效地保证桩承载力充分利用；避免形成高承台基桩，防止桩产生倾斜保证桩的稳定；以及防止回填土沉降对地面使用功能的影响，经设计者与建设单位研究决定采用强夯处理回填土地基。要求夯实后的地基承载力特征值≥120kpa，此值的确定主要考虑到本工程采用桩基础可不必要求过高的地基承载力，可大大减小对夯击能量 土质含水量以及夯击次数的要求，同时也能满足建筑场地回填土压实系数＞0.94的要求。强夯范围按《建筑地基处理技术规范》要求确定，每边超出建筑物基础外边缘的宽度每边外延 3.5 ~ 4m。同时要求夯实对沉降敏感的道路和管沟、广场等地基。
2 强夯技术参数的确定与施工程序
2.1 强夯技术参数的确定
针对本工程具体情况，根据初步选定的技术参数，在施工现场选有代表性的场地进行试夯，选择最佳夯击遍数与最佳落距，确定最佳夯实效果与质量检验标准，通过现场试夯验证结果，并经过必要的修正后，最终确定适合于现场土质条件的施工参数如下：
（1）夯锤。采用圆形锤，锤底面直径 D=2.2m，锤重 9.7 ~ 12.0t。
（2）夯击次数。强夯施工分两遍点夯进行，第一遍单点夯击 6 次，第二遍单点夯击 4 次，最后二击平均沉降量宜<5cm。
（3）夯击点间距。夯击点间距采用 1.5 ~ 2.0D（3.5 ~ 4.5m），平面布置采用方格形。如图 1 所示。
图 1 夯点布置示意图
（4）地基有效加固深度。采用单击夯击能量1000kN.m，两遍共点击10次，有效加固深度4~5m。上述技术参数为强夯设计中的重要核心部分。
依据设计要求的有效加固深度，根据以往实践经验或参照建筑地基处理技术规范，初步确定单击夯击能和夯锤重量。夯击次数的试夯要求常以夯坑竖向压缩量最大，夯坑周围隆起量最小为基本原则，并应同时满足最后两击的平均沉降量不大于限值；夯坑周围地面不应发生过大的隆起；不因夯坑过深而发生提锤困难等原则。夯击遍数是以一定的连续击数，对整个场地的一批点完成一个夯击过程为一遍。强夯施工应分遍间隔进行，以利于加固深部土层及孔隙水应力消散。夯击遍数根据地基土的性质确定，可采用点夯 2 ~ 3 遍，两遍夯击间隔时间取决于土中孔隙水压力消散时间，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。夯击点布置是否合理与夯实效果有直接关系，可根据基底平面形状进行布置，采用三角形或四边形布置夯点，见图 1。
2.2 施工程序
强夯法的施工程序如下[1~3]：
（1）清理平整施工场地。
（2）标出第一遍夯点位置，测量场地高程。
（3）起重机就位，夯锤对准夯点位置。
（4）测量夯前锤顶高程，确定夯锤落距。
（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。
（6）按规定夯击次数及控制标准完成一个夯点的夯击。
（7）重复以上工序完成第一遍全部夯点的夯击。
（8）用推土机将夯坑推平、填土，按上述程序完成第二遍夯击。
（9）用 200 ~ 300kN.m 低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量场地高程是否符合要求。
（10）施工过程中，应随时检查各项施工参数和施工记录，不符合设计要求时应及时采取有效措施进行补救。
3 质量控制
3.1 施工过程的监测
施工过程中应有专人负责下列监测工作：（1）开夯前应检查夯锤质量和落距，以确保夯击能量符合设计要求。
（2）在每一遍夯击前，应对夯点放线进行复核。夯完后检查夯坑位置发现偏差或漏夯应及时纠正。
（3）按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯击的沉降量。
3.2 质量保证措施
（1）为保证地基加固效果，雨季施工做好场地排水。
（2）下雨前将已夯完的夯坑及时推平，防止夯坑积水。
（3）起重机设防背杆缆绳，减轻起重机臂杆在夯锤落下时的晃动 反弹和避免机架倾覆。
（4）起重机应支垫平稳，遇软弱地基须用长枕木或路基板支垫。
（5）夯点中心位置用明显标志标出。
（6）强夯施工应有组织，有顺序进行避免漏点。
（7）夯锤落下后倾斜时，及时将夯坑填平。若倾斜超过 D/4 时（D 为夯锤直径），该击点无效，推平重夯。
（8）施工前组织全体人员进行技术交底。
（9）设专人负责现场质量检查，做好记录。
（10）强夯施工应严格按确定的强夯参数施工。
3.3 强夯处理后地基承载力检验
强夯结束两周后对强夯地基进行检测，检测手段采用钻探、原位测试方法。检验深度大于设计有效加固深度，每栋建筑检测 6 点，勘探点平面布置见图 2。
图 2 勘探点平面布置图
检测结果为：标准贯入 =11，静力触探比贯入阻力 Ps = 5.1MPa，重型动力触探 N63.5 = 4.4，墙夯后的回填土地基达到稍密—中密状态，.综合分析上述测试结果，强夯处理后的地基承载力特征值满足 fak=120kPa 的要求。强夯后地质剖面图见图 3。
图 3 强夯后地质剖面示意图
4 结论
强夯法具有加固地基效果显著、适用土类广 设备简单 施工方便、节省材料 施工期短、施工文明和施工费用低等特点，在采用不适合耕地的低洼地经回填后作为建筑场地的情况下会得到较为广泛的应用。本文给出的强夯技术参数确定的方法和施工程序，以及强夯法质量控制的措施，对采用强夯法处理地基的工程具有一定的指导意义。
参考文献：
[1] JGJ79-2002．建筑地基处理技术规范[S]．
1 工程背景
1.1 工程概况
哈尔滨某新建小区坐落在哈市近郊，是集居住、文化娱乐、休闲购物与一体的新型居住区，以7 层砖混住宅为主，占地面积 16 万 m2，总建筑面积 34 万 m2。建筑场地地貌形态为松花江漫滩，整个场地地势起伏较大，最低标高 122m，最高标高136 m。根据场地竖向规划设计，场地内大部分回填土厚度在 4m ~ 7m 之间。
1.2 地质概况
土层分布情况，该工程地质概况是根据回填土方没有全部完成时，某一单体地质勘察报告揭示，土层分布大至为 6 层，见表 1。
表 1 工程地质资料
1.3 建筑物的基础
根据地质报告和现场桩静载试验确定，建筑物基础采用予应力空心管桩，桩径采用 300、400 两种，桩端持力层为第 3 层粉砂层，桩长 15m 左右。现场回填土未经处理土质松散。为减少回填土沉降引起桩负摩阻对桩承载力的影响，有效地保证桩承载力充分利用；避免形成高承台基桩，防止桩产生倾斜保证桩的稳定；以及防止回填土沉降对地面使用功能的影响，经设计者与建设单位研究决定采用强夯处理回填土地基。要求夯实后的地基承载力特征值≥120kpa，此值的确定主要考虑到本工程采用桩基础可不必要求过高的地基承载力，可大大减小对夯击能量 土质含水量以及夯击次数的要求，同时也能满足建筑场地回填土压实系数＞0.94的要求。强夯范围按《建筑地基处理技术规范》要求确定，每边超出建筑物基础外边缘的宽度每边外延 3.5 ~ 4m。同时要求夯实对沉降敏感的道路和管沟、广场等地基。
2 强夯技术参数的确定与施工程序
2.1 强夯技术参数的确定
针对本工程具体情况，根据初步选定的技术参数，在施工现场选有代表性的场地进行试夯，选择最佳夯击遍数与最佳落距，确定最佳夯实效果与质量检验标准，通过现场试夯验证结果，并经过必要的修正后，最终确定适合于现场土质条件的施工参数如下：
（1）夯锤。采用圆形锤，锤底面直径 D=2.2m，锤重 9.7 ~ 12.0t。
（2）夯击次数。强夯施工分两遍点夯进行，第一遍单点夯击 6 次，第二遍单点夯击 4 次，最后二击平均沉降量宜<5cm。
（3）夯击点间距。夯击点间距采用 1.5 ~ 2.0D（3.5 ~ 4.5m），平面布置采用方格形。如图 1 所示。
图 1 夯点布置示意图
（4）地基有效加固深度。采用单击夯击能量1000kN.m，两遍共点击10次，有效加固深度4~5m。上述技术参数为强夯设计中的重要核心部分。
依据设计要求的有效加固深度，根据以往实践经验或参照建筑地基处理技术规范，初步确定单击夯击能和夯锤重量。夯击次数的试夯要求常以夯坑竖向压缩量最大，夯坑周围隆起量最小为基本原则，并应同时满足最后两击的平均沉降量不大于限值；夯坑周围地面不应发生过大的隆起；不因夯坑过深而发生提锤困难等原则。夯击遍数是以一定的连续击数，对整个场地的一批点完成一个夯击过程为一遍。强夯施工应分遍间隔进行，以利于加固深部土层及孔隙水应力消散。夯击遍数根据地基土的性质确定，可采用点夯 2 ~ 3 遍，两遍夯击间隔时间取决于土中孔隙水压力消散时间，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。夯击点布置是否合理与夯实效果有直接关系，可根据基底平面形状进行布置，采用三角形或四边形布置夯点，见图 1。
2.2 施工程序
强夯法的施工程序如下[1~3]：
（1）清理平整施工场地。
（2）标出第一遍夯点位置，测量场地高程。
（3）起重机就位，夯锤对准夯点位置。
（4）测量夯前锤顶高程，确定夯锤落距。
（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。
（6）按规定夯击次数及控制标准完成一个夯点的夯击。
（7）重复以上工序完成第一遍全部夯点的夯击。
（8）用推土机将夯坑推平、填土，按上述程序完成第二遍夯击。
（9）用 200 ~ 300kN.m 低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量场地高程是否符合要求。
（10）施工过程中，应随时检查各项施工参数和施工记录，不符合设计要求时应及时采取有效措施进行补救。
3 质量控制
3.1 施工过程的监测
施工过程中应有专人负责下列监测工作：（1）开夯前应检查夯锤质量和落距，以确保夯击能量符合设计要求。
（2）在每一遍夯击前，应对夯点放线进行复核。夯完后检查夯坑位置发现偏差或漏夯应及时纠正。
（3）按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯击的沉降量。
3.2 质量保证措施
（1）为保证地基加固效果，雨季施工做好场地排水。
（2）下雨前将已夯完的夯坑及时推平，防止夯坑积水。
（3）起重机设防背杆缆绳，减轻起重机臂杆在夯锤落下时的晃动 反弹和避免机架倾覆。
（4）起重机应支垫平稳，遇软弱地基须用长枕木或路基板支垫。
（5）夯点中心位置用明显标志标出。
（6）强夯施工应有组织，有顺序进行避免漏点。
（7）夯锤落下后倾斜时，及时将夯坑填平。若倾斜超过 D/4 时（D 为夯锤直径），该击点无效，推平重夯。
（8）施工前组织全体人员进行技术交底。
（9）设专人负责现场质量检查，做好记录。
（10）强夯施工应严格按确定的强夯参数施工。
3.3 强夯处理后地基承载力检验
强夯结束两周后对强夯地基进行检测，检测手段采用钻探、原位测试方法。检验深度大于设计有效加固深度，每栋建筑检测 6 点，勘探点平面布置见图 2。
图 2 勘探点平面布置图
检测结果为：标准贯入 =11，静力触探比贯入阻力 Ps = 5.1MPa，重型动力触探 N63.5 = 4.4，墙夯后的回填土地基达到稍密—中密状态，.综合分析上述测试结果，强夯处理后的地基承载力特征值满足 fak=120kPa 的要求。强夯后地质剖面图见图 3。
图 3 强夯后地质剖面示意图
4 结论
强夯法具有加固地基效果显著、适用土类广 设备简单 施工方便、节省材料 施工期短、施工文明和施工费用低等特点，在采用不适合耕地的低洼地经回填后作为建筑场地的情况下会得到较为广泛的应用。本文给出的强夯技术参数确定的方法和施工程序，以及强夯法质量控制的措施，对采用强夯法处理地基的工程具有一定的指导意义。
参考文献：
[1] JGJ79-2002．建筑地基处理技术规范[S]．
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201001/14271.htm
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