基坑处理及强夯施工技术设计探讨

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［摘要］在当前基坑工程项目中，特别对于高填方项目，基坑处理主要的技术手段是强夯法。通过现场施工、理论分析对强夯施工技术进行研究，建立了一种强夯的技术体系及其施工方法，主要得出以下研究成果：（1）研究了强夯的技术，总结了夯击能和夯击次数，形成了夯击方案；（2）研究了强夯设计参数，确定夯击次数、夯击点的布置及有关注意事项；（3）研究了强夯的施工过程，确定了施工流程，提出了在施工测量、夯点放样、夯点作业的注意事项；（4）根据工程经验，总结了技术要点和注意事项，保证了现场施工的顺利进行。

［关键词］强夯施工；基坑处理；夯击参数

1工程概况

高功率芯片生产项目位于济南市高新北区，原为章丘区济南钢铁集团总公司农场。该项目场地平整，普遍被第四系松散堆积物覆盖，地貌单元属山前平原地貌单元。清表后自然地坪标高为19.500~20.600m，地下水位标高为18.500m，并且有鱼塘、藕池和一条河沟（有水）。设计厂区地坪标高为23.000m，整个厂区需要回填2.5~3.5m，根据有关报告，第②层粉细砂具有液化性，因此使用强夯的方法对土进行加固处理，并使土的液化消除或减小。

2强夯设计方案

2.1强夯部署

（1）暂未填土区域：强夯分为2层，对原土层进行强夯达到消除液化的目的，根据现场试夯确定的夯沉量，分多层填土，至场地设计标高以上60cm，再采用强夯对填土进行加固处理。进行2次夯击，满夯、点夯各1遍；考虑强夯施工对桩基的影响，CUB动力厂房桩基要先开工。对于藕池、鱼池以及沟渠清淤换填后至原地面标高（绝对高程约19.500~20.200m）后，根据暂未填土区域强夯方案进行强夯。（2）已填土区域：采用分层填土的方式，夯击次数为2遍，包括满夯1遍、点夯1遍。

2.2试夯

根据有关工程经验在施工区域内随机选取4个试夯区，大小为0.2m×0.2m，用来确定相关参数。首先使用夯击能为3000kN·m的点夯夯击8次；然后采用夯击能为1000kN·m的满夯夯击3次，搭接面积为1/4锤印面积；直到最后连续2次的夯击沉降量必须均小于5cm，并且地面没有异常。

2.3强夯施工机具

（1）起重机械。结合工程的质量要求以及施工工艺规定，确定合理的起重设备型号。根据工程的需要，确定使用W501履带式起重机。（2）夯锤。根据工程需要，选择使用钢夯，结构平面为圆形。（3）锚系设备。该设备主要是门夹。（4）其他。包括应用推土机、电焊机等。

3强夯设计参数设计

3.1原地表强夯设计

（1）设计采用强夯对原地表进行加固处理，主要目的是消除第②层粉细砂的液化。进行2次夯击，包括满夯、点夯各1次；（2）采用夯击能大小为3000kN·m的点夯，夯点布置为400cm×400cm；（3）根据试验点夯的次数不少于8次；（4）采用夯击能大小为1000kN·m的满夯3次，搭接面积大小为1/4锤印面积；（5）如果夯击施工的振动对周围产生影响时，应进行监测，并采取防振措施。夯点布置如图1所示。4m4m4m4m4m4m（a）（b）图1原地表强夯设计及其参数（a）夯点布置示意；（b）满夯布置示意。

3.2填土后强夯设计方案

（1）分层填土至场地设计标高以上60cm（根据现场试夯确定的夯沉量决定），采用强夯对表层填土进行加固处理。强夯处理设计夯击遍数为2遍，包括点夯1遍、满夯1遍；（2）采用夯击能选用3000kN·m的点夯，夯点布置为350cm×350cm；（3）采用夯击能为1000kNm·的满夯，不大于3次，搭接面积大小为1/4锤印面积；（4）当夯击施工的振动对周围产生影响时，应进行监测，并采取防振或隔振措施。夯点布置如图2所示。

4强夯施工方案

（1）施工测量：强夯施工前后各测量1次高程，计算沉降量，反映强夯前后产生的场地平均沉降量。（2）夯点放样：根据设计在施工区域内标记位置选用合适的方式进行标记，方便施工。（3）夯点作业：是一个基本作业程序的重复循环过程。每次作业必须由专业人员记录并计算沉降量，满足要求时，可进行下一循环作业。主夯点作业程序，如图3所示。

5强夯法施工技术要点

5.1准备阶段

在对厚层软土地基使用强夯法施工前，必须保障施工环境的清洁性，清除杂质，以免影响施工有效性。做好土工测试，若发现规格不达标情况必须及时调整。通常土工测试采用抽样方式，测定干密度、含水量的数据，以此来判别夯实效果。

5.2平整场地

预压施工次数至少应该在2次以上。为使设备正常通行，可以修建临时道路，保证设备顺利入场，进而可以保证机械设备正常进入到现场中进行施工。同时，应合理设置基础排水设施，保证施工地区中不存在积水。

5.3夯点和行距布置

强夯施工过程中，夯点距离由试验数据进行确定，并根据有关规范设计夯点位置。找1个稳定的点作为控制点，进行准确的夯点控制，保证位置精度达标。

5.4强夯遍数

强夯遍数确定中，首先要从压缩量、土质以及沉降等参数方面入手，综合分析各种影响因素之后确定强夯遍数。通常来说，施工区域中的土颗粒越细，则强夯遍数应该越多。含水量过大，应适当增加强夯遍数。在施工完成之后需要检测沉降量参数，达到技术要求后方能进行后续施工。

6注意事项

根据土的特性强夯法在施工过程中应注意时间间隔，根据土层的性质，确定间歇期。当土的渗透性较差时，间隔时间在15~20d，当土的渗透性好，可连续夯击。必须进行试夯，特别是大的项目，选择有代表性的地方，来确定相关参数，试夯的评价参数包括地基孔隙比变化、最后2次击夯沉量、夯击次数、总夯沉量、每击夯沉量。在强夯法实施时，振动会使已经夯实的土层周围部分出现不同程度松动现象。因此在最后1次夯击后可再次低能级夯击1次。若满夯参数设定不合理，在后期工程检验阶段可发现：相较于下层土而言，厚度大的表层土密实程度较差。满夯操作时，土体侧向变形程度更强，表层更容易松散，可通过增加夯击次数、缩短落锤距离、降低夯锤质量的方式提升夯实质量。通常夯填材料松散可帮助更便捷地将夯坑间积水有效排除，但施工现场仍需设置水泵、集水井、排水沟等设备设施，将因强夯法振出的积水及时处理，帮助地基消散固结。

7结束语

通过对基坑处理中强夯施工技术的研究，建立了一种强夯的技术体系及其施工方法，其主要研究结论如下。（1）研究了强夯的技术，总结了强夯部署，确定了在未填土和已经填土区域的夯击次数；定了试夯的夯击能和夯击次数，形成了夯击方案。（2）研究了强夯设计参数，总结了原地表强夯和填土后强夯的相关数据，确定夯击次数夯击点的布置、夯击次数以及注意事项。（3）分析了强夯的施工过程，确定了施工流程，提出了在施工测量、夯点放样、夯点作业的注意事项。（4）根据工程经验总结了技术要点和注意事项，保证了现场施工的顺利进行。

参考文献

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作者：刘雨婷 单位：山东科技大学土木工程与建筑学院