强夯置换复合地基工程施工质量检测方法初探

强夯置换复合地基工程施工质量检测方法初探

黄福华

广东省有色工业建筑质量检测站有限公司   广东广州510725

摘要：强夯法主要是通过重锤对软土进行夯击，接着在夯孔当中填入一些碎石或者块石等坚硬的颗粒类材料，这样可以最终形成块（碎石）墩，另外，这些块（碎石）墩和附近的沙石之间近形成复合地基，这种复合地基能够有效地提高地基的变形模量和承载能力。另外块墩周围的孔隙又可以给软土孔隙水的排出打下坚实的基础。通过强夯置换法能够有效地使地基的强度提高，而且对排水性能进行改善，对软土固结非常有利。该文重点分析研究强夯置换法在湿陷性黄土地基当中的应用，以供同行参考。

关键词：强夯置换；湿陷性黄土；浅层平板静载荷试验

引言

强夯置换法通过在垫层上进行不断夯击，形成夯坑，并向夯坑内回填块石等坚硬粗颗粒材料，使其形成连续密实的强夯置换墩，置换墩主要作用为置换加固，其次还有传递夯击力、扩大强夯影响深度和加速墩间土排水固结的作用。获得加固的夯间土又有效约束置换墩的侧向变形，提高置换墩的承载力，使置换墩与周围混有砂石的夯间土形成复合地基，达到地基处理的目的。经过强夯置换处理后的地基不但能够提高地基承载力，还能利用置换墩作为排水通道，改善排水条件，更有利于软土固结。

1工程概况

工程拟建2～3层厂房，本工程重要性等级为三级，场地复杂程度等级为二级，地基复杂程度等级为二级，岩土工程勘察等级总体为乙级。强夯置换地基处理主要任务是处理场地内的素填土、粉质粘土与淤泥，为后期厂区建设做准备，良好的地基处理可以优化桩基数量甚至更换基础形式以达到节省造价，降低工期的作用。本项目采用6000kN·m柱锤强夯置换法进行地基加固处理，处理深度约8.0m。施工参数为第一遍6000kN·m柱锤强夯置换→第二遍6000kN·m柱锤强夯置换→第三遍4000kN·m平锤强夯→第四遍1500kN·m能级满夯，主夯点间距5.6～7.6m，等边三角形布置。本项目地基处理后要求达到：承载力特征值不小于200kPa，压缩模量不小于10MPa。

2强夯置换复合地基工程施工质量检测方法

2.1土工取样试验

在现场试样的过程中进行提取样试验。在操作过程中严格依照规范要求使用黄土薄壁取样器连续静压法进行取样，在取样的过程中共获得18件土样。对土样的指标进行测量，主要测量的数据有压缩系数、孔隙比和压缩模量等。进行土工试验之后，结果发现强夯置换之后的土体在300kPa压力湿陷系数不超过0.015。在场地条件方面已经可以达到施工的需要，无湿陷性。在强夯置换之后，压缩模量超过了123%，孔隙比减小了24%，大幅度提高了土体的强度。

2.2地质雷达波试验

为了在检测过程中取得预期效果，我们在试夯区做了3次检测试验，检测试验1是在试夯场地现有地面上进行的，检测效果不好，雷达波对碎石桩的水平分辨率和垂直分辨率均不理想，分析原因可能是受上部2m左右的回填土层影响所致；检测试验2是在试夯区现有地面下挖1m后检测，雷达波对碎石桩和桩周土有一定反映，但不明显，检测效果不理想；检测试验3是在试夯区下挖2m后检测的，雷达波对碎石桩和桩周土都有较明显的反映，且对桩底有所反映，根据检测试验结果，建议在点夯后回填普夯前进行工程桩检测，以期获得较佳检测效果。地质雷达检测墩体长要有一定数量的钻探法检测结果进行对比，用以修正电磁波介电常数，提高检测结果的准确性。波形图。经地质雷达波测得的墩体直径及长度能够满足设计要求。

2.3强夯置换墩墩间土强度

采用静力触探试验对强夯置换墩墩间土的强度进行检测，检测点为30点（局部区域），本试验静力触探采用单桥探头，可测定探头的比贯入阻力，进而判断土体的强度。场区内淤泥质粉质黏土平均埋深约为6m，强夯置换墩有效设计墩长为6.5m，本次试验拟定贯入深度为7.5m。根据《建筑地基检测技术规范》（JGJ340—2015）表9.4.7地基土承载力特征值fak和压缩模量Es0.1-0.2与比贯入阻力标准值的关系，可将试验结果转化为土体的压缩模量。经检测，软弱土的压缩模量平均值变化情况如下：素填土由4.9MPa提高至6.9MPa，淤泥由1.9MPa提高至3.2MPa，淤泥质粉质黏土由2.3MPa提高至4.3MPa。试验结果表明，素填土的压缩模量提高了40.8%，淤泥的压缩模量提高了68.4%，淤泥质粉质黏土的压缩模量提高了86.9%，强夯置换墩墩间土的强度得到了有效的提高，可大幅度减少轨行区的工后沉降，亦证明了强夯置换墩墩间土的有效加固深度达到了设计6.5m的要求。

2.4施工流程和质量控制

2.4.1施工流程

在施工的过程中首先需要对施工场地进行平整，将焊点的位置标记出来，接着对场地的高层进行测量，将施工所需要使用的设备，运输至规定位置。并且将锤设定于需要的位置，对夯前锤顶高程进行测量，在完成测量之后进行夯击。在夯击的过程中，逐步对夯坑深度进行记录。完成夯击之后，再通过挖掘机对夯击点附近隆起的土体进行清理，接着换夯点。对上述步骤进行重复操作，严格的依照施工要求进行施工质量的控制。

2.4.2质量控制

需要注意3个方面的质量控制。1）点夯的定位确定。为确保置换质量，施夯前在需处理地基周围设2个基准点，分别为永久性平面控制点和高程控制点，以便在施工过程中及时检查校核。2）片石墩垂直度控制。首先在夯击过程中确保垂直施夯，提起时与地面垂直，施夯时夯锤垂直落下，不倾斜；其次保证填料级配均匀，填筑后需整平。3）静置时间的控制。每遍强夯结束后需静置一定时间，静置时间以强夯形成的孔隙水压力消散90%为准。

结语

（1）对于处理淤泥及淤泥质土，将强夯与强夯置换进行结合，以强夯置换墩作为排水通道，于强夯置换墩墩体之间施加强夯，可促进淤泥及淤泥质土的排水，加快其固结的过程，亦可有效的提高强夯置换墩墩间土的有效加固深度和地基土体的强度，进而提高地基土体的整体刚度及均匀性，在满足技术要求的前提下，与其他地基处理方案相比，具有一定的经济优势。（2）根据现场探挖及检测结果，由于场区土质较差，造成强夯置换墩扩墩现象较为显著，相比设计值，法向平均扩大了约1.23倍（设计置换墩长6.5m，施工置换墩长约8m），径向平均扩大了约1.43倍（设计置换墩直径1.4m，施工置换墩直径约2m），考虑到处理效果，并未对单击夯击能进行调整。因此，强夯及强夯置换方案在大规模施工前，应进行试验性施工，并根据试验结果，调整设计及施工技术参数，以避免后期因工程量调整带来的经济纠纷。（3）对于强夯联合强夯置换地基处理方案，地基处理检测时，建议综合强夯和强夯置换的检测内容，对处理后的地基进行充分检验，以验证处理后的效果，保证地基的稳定性及沉降满足要求。

参考文献

[1]杜瑞锋.块石强夯置换法在软土路基加固中的工程应用研究与有限元数值模拟[D].内蒙古工业大学，2007.

[2]罗培新.强夯置换法处理松软地基的经验总结[J].山西建筑，2018（16）：89-90.

[3]《工程地质手册》编委会.工程地质手册(第四版)［M］.北京：中国建筑工业出版社,2007.

[4]黄飘.重型动力触探在砂质粘性土地基检测中的应用探讨[J].建筑监督检测与造价,2012,5(03):41-44.

[5]张羽,温世聪,符碧犀,黄飘,杨眉.标准贯入试验的数据分析方法及地基承载力表格比对研究[J].广东土木与建筑,2016,23(01):22-24.