强夯在山前丘陵填土地基上的应用

摘要：强夯法是比较经济的地基处理方法，尤其适用于山前、丘陵填土地区。山前、丘陵地区水位较低，填土区以碎石料为回填料，土源充足，造价便宜，强夯效果良好。尤其是在多层建筑甚至小高层建筑采用强夯法处理地基，控制好回填料的质量，强夯效果更加明显，相对于桩基法能够大幅度降低工程造价，缩短工期。本文通过济南全运村K地块地基处理工程的介绍，了解强夯工艺的特点。

关键词：夯击能夯点间距施工间歇期标准贯入度分层强夯加固深度

中图分类号： TE42文献标识码：A

1 工程背景

1.1工程概况

济南全运村K地块住宅组团地处济南市历下区老石沟村，拟建28栋住宅楼，框架结构，地上四层，地下两层，建筑面积约计10万m2。整个场地南北长约450m，东西宽约180m。

1.2工程地质条件

根据勘察报告，场地第四系地层自上至下大致分为6层，现自上而下对前三层进行分述如下：

①杂填土：场区内分布较连续，黄褐色，稍密，稍湿。以粉质粘土为主，含有少量建筑垃圾，土质不均。厚度：0.2～1.5m，平均0.83m。

②黄土：场区分布不连续。褐黄色～黄褐色，可塑～硬塑。以粉质粘土为主，针状孔隙发育，含白色钙质网膜，偶见小径姜石及碎石，分布不均，无摇振反应，干强度及韧性中等，切面稍有光泽。厚度：0.8～5.4m，平均3.26m。该层属于中高压缩性土，该层钻孔中取土试样30件，挖坑中取土样6件，做标贯试验49次，修正击数N=4.7～10.6击，平均值7.3击。

③粉质粘土：棕黄色～棕褐色，硬塑～坚塑。含铁锰质氧化物及其结核，含少量碎石，粒径一般1～3cm,含量约10～15%，分布不均，无摇振反应，干强度及韧性中等，切面有光泽。厚度：0.7～5.6m，平均3.41m。该层属于中压缩性土，该层钻孔中取土试样18件，做标贯试验33次，修正击数N=7.6～12.2击，平均值10.3击。

1.3地形地貌概况

拟建项目中间低，两边高，南高北低，坐落在一个山前的山沟中。原来该区域为老石沟村的旧址，原村民的宅基地下存在大量地窖、枯井、蓄水池的洞穴。拟建项目的基底标高与现场原始标高相差较大，最深处与基底标高相差近12m。

拟建项目楼座为东西方向两排，依次向南推进，造成单体楼座下分布基岩、老土、深填土，是极不均匀土层，易发生不均匀沉降问题。

2 地基处理方案的确定

工程前期在讨论地基处理方案时，参建单位倾向于采用强夯工艺进行地基处理，主要考虑以下方面：

2.1拟建项目地处山沟中，地下水位较低，周围粗骨料充足，可就近采用碎石料作为回填料，强夯效果好。

2.2拟建建筑物的层数地上4层，地下2层，地基承载力要求低，采用强夯工艺进行处理，能够满足上层建筑的承载力要求。

2.3地基处理方案讨论时现场还没有进行回填，最深处需回填约计12m，可采用分层强夯至设计基底标高，工程质量有保证。

设计院提出了以下几点设计要求：

⑴强夯后地基承载力≧210kPa；

强夯后消除原村民宅基地上存在的地窖、枯井、蓄水池；

强夯后消除第二层黄土的湿陷性。

3.强夯施工方案的确定

3.1试夯

针对设计提出的要求，施工单位制定相应的施工方案，主要通过控制回填料质量、加大夯击能、做好搭接处理、加大强夯外扩等措施严格控制强夯质量，确保强夯后满足设计院的要求。施工前现选择D1#楼进行试夯，具体施工参数见下表。

D1#楼强夯参数一览表

3.2强夯施工方案

通过试夯，确定铺底夯及上层强夯能量采用3000kN﹒m，每层回填深度不大于5m，每点夯击10～15击。满夯采用1000 kN﹒m，每点2～3击。

3.3强夯施工工艺流程

机械进场施工现场标高测量铺底夯施工现场场地平整试夯 强夯区域定位放线验线复核夯点施工平整夯坑满夯施工夯后基底整平夯后地基检测整理并提交竣工资料。

3.4强夯施工控制要点

⑴回填材料的选择：同一层强夯回填料应选择相同成分的碎石料，强夯区回填土料应采用碎石(粒径不大于30 cm)或建筑垃圾等，不应用素土作为回填材料。

⑵强夯清表：强夯施工前应进行场地清表，避免树木腐烂产生的沉降造成工程质量事故。清表时应将现场树木及其树根（树桩）全部清理干净，外运出施工场地。

⑶基岩部位的处理：场区西半部分局部存在基岩，为降低地基的不均匀沉降，该区域应向下开挖1.5m回填碎石料进行强夯，回填料的含土量可适当增加。

⑷场区内洞穴的处理：机械场平时如发现以上洞穴，应将其开挖，重新回填碎石料后进行强夯。铺底夯强夯时如发现夯锤突然沉降量过大，应立即停工，挖掘机开挖后查看地下情况后回填碎石料进行强夯，夯击数应适当增加。

⑸成品保护措施：强夯后留有10～20cm土层，该层为保护层，待检测合格土建垫层施工前人工清除。

4.强夯检测

强夯施工完成后14天，对强夯效果进行检测。强夯检测采用原位静载试验和标准贯入度试验两种检测手段。各个楼座的检测数据见下表：

强夯后，地基承载力满足了设计要求，第二层黄土的湿陷性已消除。

5.强夯后建筑物的沉降观测

强夯工程弯沉后，在主体工程施工过程中，监测单位对工程进行沉降观测，下表是建筑物第四次（荷载加载完成）的沉降观测数据。

6强夯法与桩基的对比

强夯完成，建设单位组织相关人员对K地块北区桩基和南区强夯地基处理进行对比。北区15栋楼，地基采用人工挖孔桩工艺，工程造价约计1600万元，工程施工验收5个月。如果南区8栋楼地基采用采用人工挖孔桩工艺，工程造价约计1300万元，工程施工验收大约需要5个月。而采用强夯工艺施工验收时间共3个月，工程造价约计185万元。通过实例可知多层建筑甚至小高层建筑中采用强夯工艺处理地基可以缩短工期、降低工程造价。