强夯法处理高填土地基工程

1.工程概况

该项工程是北京枢细 321线寨口车站站房，建筑面积为 470 m2，场地全貌及高填方见图8-20，房屋位置处于半挖半填的较大斜坡上，由开挖路堑弃碴填筑，填筑高度为6~8m，边缘处可达10m 以上。该房屋地基大都由块石、碎石和少量的粘质砂土混合自由滚填而成。施工时没有经过任何碾压，同时在填筑前，原斜坡地面也没有挖成台阶，填筑年限长短不一，最长的为三年以上，最短的为施行强夯前不久才填筑完毕，所以均匀性很差，孔隙较多，且在较大斜坡上还有滑动的可能性，特别是该站房有三分之一拥置在基岩上，而有三分之二落在高填方上，因而地基软硬不一，将会有很大的差异沉降，像这样的地基不经处理是无法建造房屋的。

工程单位曾想对该项工程用桩基础施工，但填土中夹有大量的大块石。如打桩会给施工带来难以解决的困难，后来又想用大开挖将基础埋置到老土层上，然而由于深挖6~8.0m 难以实现。所以此项工程因基础问题蹉陀多年一直未能妥善解决。后经过多种方案比较，决定采用强夯法施工。经强夯法加固后以浅基础代替桩基或深基，不但能给国家节省大量的材料，降低工程造价并减少劳动强度，而且加快了建设速度，为提前完成此项工程创造了有利条件。

2.强夯实验

在建筑物场地上选择一小块典型地区进行试验，按要求布置了三个钻孔和一组夯击点。每点夯击击数是根据填方高度不等和控制最后两击下沉量在2～4 cm 间而进行夯击，试验是按40号到42号三点各夯15下，20号点夯12下，46号、47号点各夯10下进行的。夯前、夯后都进行地基原位测试。根据旁压试验和弹性波速试验要求，采用XJ-100型动力钻机钻孔，用旁压仪和检波器在钻孔内不同深度的地层，进行地基压缩系数和弹性波速的测定，并以此检查地基强夯加固效果，对地基做出评价，为合理的基础设计提供可靠的资料。这次强夯试验采用101重锤、落距12.0m，每一击夯击能为1200 kJ。

3.地基加固效果

（1）旁压试验

用旁压仪检查强夯法加固地基的效果，在国内外已广泛使用，它是一种快速简便有效的方法，因此，旁压试验几乎成为强夯法的重要手段。本次试验采用国产 WKP-1 型旁压仪。因地层为大块石、碎石夹粘砂土，旁压器探头乳胶弹性膜易被尖棱碎石扎破，为此专门制作了金属护铠膜套，将其套附在旁压器上，其外径尺寸为60 mm实践证明这种金属护铠膜套对大块石、碎石类地层是适用的。

试验前。在场地试验区内选定2号、3 号孔位用钻机进行钻孔，在要求试验深度内，钻孔直径最大不得超过旁压器探头8~10mm，为保证试验精度，用 XJ-100型动力钻机进行无水钻进，开孔直径为 127 mm，钻至试验深度时变径采用直径65 mm 的合金钻头进行钻探成孔，孔径 66~68 mm 可达到试验要求。在每个孔按深度变化选择2~3个标准试验层，由下往上依次进行测试。夯前的旁压试验结束后，即可按试验方案进行实验性强夯施工。然后，仍在原位钻孔进行夯后旁压试验，试验深度尽量前后一致，以保证试验对比的可靠性。上述两孔夯前夯后的原位测试，经整理绘制应力与应变曲线。根据曲线型态分析、修正代人下式进行计算。

（2）弹性波试验

声波是介质的密度和弹性系数的函数。由声速所提供的弹性模量 E。是评价地基好坏的重要参数，它是随声速的增加按指数函数增加，当测出介质的纵波速度 V，及横波速度 V，后，若已知密实度p时，，即可算出介质的动弹模量 E，及泊松比μ。但工程上目前都采用静弹模量E。来进行基础设计。

实践表明动、静弹性模量虽存在着一定的关系，但目前研究得还不够，尚处于动、静弹性参数数据统计及对比阶段，这次寨口车站站房地基在1号孔内测得的波速结果如表12-6。据

4.强夯法施工

（1）机具设备

施工所采用的起重设备为前东德制造成的30t 腰带式品机，起重臂长18.0 m，起重10t垂锤，吊臂升角为70°，净落距为12.0m，回转半径为7.68m，利用脱钩装置自由落下，每夯一下为2min，为防止起重臂在较大的仰角下突然释重，有可能发生后倾，在臂杆的顶部加了一根钢缆绳，锚系在前面的推土机上。

（2）施工工艺

强夯法施工工艺的特点，是将大型重锤吊至要求的高度，自由落下，对地基土进行强夯夯实，使地基压密固结，加固到各种预定深度和密度至达到预想的效果为止。每个夯击点以试验确定的夯击击数和最后两击下沉量之差在2~4 cm 之间为标准进行施工。以使其土体竖向压缩最大，侧向移动最小为原则。关于落距问题，一般说来，锤的落距越大其接地速度越大，相应对地基的加固效果越好。

因此，除增加重量以外，为了达到深层加固的目的，应以增大落距更为有利。特别是对高填土路基。夯点及夯间距的布置原则，一般按正方形网格布置，其间距一般为3~15 m。这次寨口车站站房地基强夯点布置，是按区间与基础承重部位成方形网格布置的，最小间距为3.6 m，最大间距为 5.1 m;又考虑到该站房地基是弃碴填筑并在较大斜坡上，所以在建筑地基以外6.0 m 范围内，又布置了两圈夯击点用以加强。在所有夯击点夯完后，实行整个场地普夯一遍，以达到整个场地比较均匀密实的目的。

该填筑地基采用强夯法加固，其主要目的是解决不均匀沉降和强度向题，并以解决不均匀沉降为主，所以，这次强夯根据填方高度不等，夯击击数也不等的原则进行夯击，其平均夯击能为846 kJ/m²，场地平均下沉量为21 cm。