港口工程中强夯地基处理及试验监测的方法

摘要：在对地基进行处理的过程中，经常会使用到强夯法对地基进行处理，经过大量的实践证明，使用强夯法对地基进行加固，可以有效的提高地基的坚固程度，同时强夯法还具有节省施工材料、使用设备简便、节约劳动力、使用范围广、施工时间短等方面的优点。基于此本文对港口工程强夯地基处理和试验的监测方法进行探讨。

关键词：港口工程；强夯地基；试验监测

1.工程简介

某港口地基加固工程为了满足港口仓库建设的要求，需要对地基进行强夯处理施工，施工的面积为312m2，通过对地基进场勘察了解到施工地基的表层主要是有砂砾、碎石和块石组成，结构非常的疏松，厚度大概在3.6～4.9m之间，地基的中粗砂厚度为5.5m，密度稍大.粘土的厚度在12.3m左右，具有比较好的可塑性，呈灰褐色，另外在粘土中含有比较少的贝壳碎屑和有机物质。在作业过程中需要对中粗砂层和素填上层进行处理，处理的厚度为8.6～9.9m，经过研究决定使用能量为3100KJ的能量对地基进行强夯处理。

2.制定强夯地基的处理方法

经研究决定使用一遍满夯和两遍点夯的方法对港口地基进行处理，在进行满夯时，夯锤的底面直径为2.1～2.5m，夯锤的锤击能力为1100KJ，在夯击的过程中，各个锤印要相互搭接，搭接面积要在锤面积的1/4～1/5之间。在进行点夯的过程中，夯锤的底面直径为2.1～2.5m，夯锤的锤击能力为3100KJ，锤的重量为210KN，按照正方形布置夯点，各个夯点直接的距离为5.9×5.9，在进行第二次夯点时，要对第一遍夯点之间的空隙进行夯击。所有夯点的夯击数量要超过11次，最后两次的夯击的沉降量要低于49mm，每次夯击之间的时间间隔在1天左右。如表1所示。

3.地基的强夯处理和试验监测方法

3.1 试夯区监测的主要内容

强夯的主要目的是利用强夯试验来找出可以进行强夯作业的有效施工参数，根据得到的试夯的结果来制定出合理的施工方案，并按照施工方案进行有效面积的作业，在对试夯地基进行监测的过程中，主要需要对地下水位的情况进行检测、孔隙中水的压力进行监测、监测每次点夯前后的地表高度、监测夯坑和夯坑四周的地表情况。在进行试夯后，还要利用标准贯入、过载荷板试验等方法来对经过强夯后的地基的密实程度和承载力进行计算。经过讨论决定，试夯区的面积为900m2，将一个水位观测孔埋设在试夯区的边线外侧，观测孔的深度为11m，在进行观测的过程中，要保证孔隙水压力和地下水位的监测可以同时进行，同时还要埋设一个水压力观测点在试夯区的边线外。使用钢弦孔隙水压力计作为空隙水压力测试仪器，在测量的过程中，每天都需要对水位观察孔和孔隙水压力进行观测。选泽三个夯点作为试夯区中的单点试夯点，并且将孔压埋设到各个试夯点的附近，每个夯点周围埋设三组孔压，每组孔压上安装七个测试头。从地面下方4.6m左右的位置开始，向下每间隔两米埋入一个孔压传感器，共需要埋入的传感器为22个。从单点夯开始，要对地下水位和孔压进行同时观察，另外还要观测夯坑的变化情况、夯沉量的变化情况和夯坑四周地表的变化情况。然后利用孔隙水的压力对有效加固的深度和强夯的夯击数量进行观察。

3.2 监测空隙水压力的要求和方法

在对地基进行强夯作业的过程中，为了避免孔隙水压力在强夯的过程中受到剪切波的破坏，要使用钢制护管安装到地下下方的孔隙水压力仪器的电缆上，在未进行强夯前，使用钻孔的方法对孔隙水压力仪器进行埋设，埋设结束后，在孔压值逐渐趋于稳定后，才可以对初始的数据进行读取，在进行观察的过程中，要对强夯的每一次夯击进行实时的观察，计算出夯距坑直接的距离和各个埋设深度上的孔缝水压力。同时要对孔压增量和深度关系的曲线图、孔压增量和距离关系曲线图以及孔压和夯击击数消散过程曲线图进行绘制。在确定遍夯间隔时间时，要根据孔隙中水的压力消散81%所花费的时间进行确定。在对地基进行强夯处理的过程中，主要是对地基的表层和下部的中粗砂层进行处理，在进行地表上层强夯试验是，上层颗粒之间的缝隙比较多，有非常不错的渗透性，空隙的水压力消散的时间也相对较短，经过仔细的观察，在进行首次夯击时，之间间隔的时间为3小时50分，在进行第二遍夯击的过程中，间隔的时间为7.5小时，所以在对地基进行大面积强夯施工时，间隔的时间设定为7.5小时。

3.4 监测夯坑四周的地表形变和施工前后地面高度

在进行试夯的过程中，观察点一般会选择有比较高的代表性的夯坑，以便可以更好的对夯实效果进行判断。分别将八个观测桩沿着和夯坑垂直的方向进行设置，观察桩和夯坑印的距离为1.1m，2.1m，3.1m，4.1m，5.1m，6.1m，8.1m，10.1m。所有的夯坑四周共设置17个观测桩，要分别对各个观测桩和每次夯击的夯沉量进行观察，同时还要观察各个观测桩的降起情况，并将夯坑四周的降起曲线和地表沉降图绘制出来。在对港口地基进行强夯后，以降起作为夯坑四周主要的变形情况，如果降起量比较低，就说明基木没有出现沉降。一般情况下单击夯的总夯沉量为1.4～1.5m，在夯击次数在11次时就可以达到设计中的规定标准，在最后两次夯击时，夯沉量都低于49mm。在每次进行夯击前和夯击后，都需要对试验地区的地面高度进场测量，从而准确的计算出地面的沉降情况。经过计算得出，此港口试验地基的地表的平均沉降量为63cm。

3.5 监测地下水位的要求和方法

在对地下水位进行监测的过程中，为了更好的对地下水的变化情况进行把控，精准的确定出静水的压力，要和孔隙压力观测同时进行。

3.6 标贯孔的方法

在强夯结束前和结束后都需要进行一次标贯孔，每次标贯测试之间的距离为一米，为了更好的对不同地层地基在加固后地基承载力的变化，要将地基处理前和处理后的标准贯入击数对比曲线绘制出来。在对地基进行夯击后，标贯值有了显著的提高，在对深度进行影响的范围内，夯击前标贯击数的平均值为N=14，在进行夯击后标贯击数的平均值为N=29，大约增加了两倍左右。

3.7 载荷板的试验方法

在对港口地基进行强夯后，需要对其进行压碾和平整，平整和碾压结束后就可以进行载荷板试验，使用的载荷板面积为1.6×1.6m，在试验的过程中，最大荷载是使用规定荷载的三倍，在进行加荷的过程中，各级加荷的时间间隔分别为11min，11min， 11min， 16min. 16min，加荷过后，每间隔30分钟对沉降情况进行一次读取。需要注意的时在进行载荷板试验的过程要要根据《港口工程地质勘察规范》JTJ240-97中的要求进行试验。经过试验证明，此港口地基在经过处理过后可以承载的负荷力为255kpa。

4.有效保证强夯质量的方法

在对港口工程进行强夯试验的过程中，为了保证地基强夯的质量，需要注意下面几个方面，具体为：（1）要对夯锤的就位情况进行控制，允许出现的最大误差要控制在14cm以内。（2）对要对夯点的测放位置进行严格的控制，最大允许误差在4.5cm以内。（3）由于在回填过程中夯坑中回填石料的颗粒直径比较大，会导致翻锤情况的出现。所以要对夯坑回填石料的颗粒直径进行有效的控制，一般情况下颗粒直径要低于29cm.（4）要对场地整平的高度差进行严格的控制，一般情况下高度差要控制在9cm以内。（5）在阴雨天气不允许进行强夯，可以使用抽排水等方法对夯坑中的积水和场地中的积水进行及时的排除。如果在施工过程中地下水位过高，对施工造成了一定程度的影响，可以使用井点降水的方法使地下水位降低。（6）对夯击能进行严格的控制，在进行夯击前要对落差距离进行核对。（7）在过在作业过程中起吊的夯锤不平衡，要立即使用对应的方法进行调整，如果坑底的倾斜度大于35度，要对坑底进行平整，且要在平整结束后才可以进行夯击。

5.结论

在对港口地基进行强夯施工时，具有高效、简便等方面的优点，在施工的过程中，夯击能量要根据地基的厚度进行确定，通过对标准贯入对比曲线和孔隙水压力观测资料进行分析可以勘察，在港口地基的上层进行施工时，使用3100KJ的夯击能量可以对地基9.6m深度左右的地层产生影响，可以对8.1m以上的地层进行有效的加固。在进行大面积强夯施工时，考虑到孔隙水压力消散的比较快，可以使用穿插的方法进行施工，另外在进行大面积强夯作业的过程中，可以不对夯击间歇时间进行考虑。

参考文献

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