浅谈强夯法处理液化地基中的质量管理

摘要地基液化是高地震烈度区影响地基稳定性的重要因素之一，是引起构筑物破坏的主要形式。笔者通过南疆部分地区的施工监理经验浅谈高速公路项目中采用强夯法对液化地基进行的处理方法，详细介绍强夯法处理液化地基的技术方案以及施工过程中的质量管理。

关键词高速公路液化地基强夯法施工管理

新疆部分高速公路项目（如S310线麦盖提至喀什高速）项目区地震烈度在7~8度，地表广泛分布有饱和性砂土或饱和性粉土，厚度一般在3m～20m之间，其下以青灰色细沙、粉沙为主，局部夹有灰褐色粉土、粘性土，厚度180m～200m。天然地基承载力低，因此，如何控制和管理好处理液化地基的施工，做到既经济有效又安全可靠，对保证高速公路建成后的正常运营、减轻地震灾害具有重大现实意义。

1对可液化地基处理方案的确定

由于本项目处于高地震烈度区的高速公路，需要大面积处理可液化土，而液化地基的处理恰当与否，关系到整个工程的质量、投资和进度，所以设计上基本采用了两种首选的处理手段：强夯法和干振碎石桩法；而在新疆，由于公路沿线外缘较近范围内无村庄，无重要构造物，再从经济上，碎石需远距离运输，所以强夯法明显优于碎石桩。

强夯法处理地基是20世纪60年代末法国梅纳首先创立的，该方法将5～400kN重锤从落距6～30m处自由落下，给地基以冲击和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性。由于其具有设备简单、施工速度快、适用范围广、经济可行、效果显著等优点，经过30多年来的应用与发展，强夯法处理地基受到我国工程界的重视，取得了较大的经济效益和社会效益。

由于强夯处理的对象（即地基土）非常复杂，一般认为不可能建立对各类地基土均适合的具有普遍意义的理论。实践证明，用强夯法加固地基，一定要根据现场的地质条件和工程使用要求，正确选用强夯参数，一般通过试验来确定以下强夯参数：

(1)有效影响深度：有效影响深度不仅仅与锤重、落距有关，还与基本强夯参数和土层厚度、土层构造以及土性有关，所以说应根据现场试夯或当地经验确定。确定施工机械的主要参数。

(2)锤重、落距：单击夯击能等于锤重×落距，根据工程要求的加固深度来确定。

(3)平均夯击能：是根据要求加固的厚度和土性确定的，涉及三个强夯参数：a、各夯点的夯击次数N；b、夯击遍数n；c、夯点的间距布置。

各夯点的夯击次数的确定：也就是说饱和夯击能的确定，夯击次数多的其加固效果的程度往往比夯击次数少的好，但从经济效益考虑，宜选择一个加固效果既佳次数又较少的参数。根据多年来的实践经验，目前通常通过现场试夯得到的夯击次数与夯沉量的关系曲线来确定。并同时满足下列条件：①夯坑的压缩量最大；②夯坑周围地面不应发生过大隆起；③不因夯坑过深而发生起锤困难；

夯击遍数的确定：大体上以（单击能×夯击次数）除以（平均夯击能×夯击间面积）而得。根据我国的工程实践经验，一般夯击遍数为两遍，最后再以低能量满夯，夯击遍数可适当增加。

夯点的间距布置：夯点的间距布置是否合理与夯实效果和施工费用直接相关，其确定一般根据夯锤大小、地基土的性质和要求加固的深度而定，对于细颗粒土，为便于超孔隙水压力的消散，夯点间距不宜过小，当要求加固深度较大时，第一遍的夯点间距更不宜过小，以免夯击时在浅层密实层而影响夯击能往深处传递。夯击点一般可按等边三角形或正方形布置夯击点，这样布置比较规整，也便于强夯施工。

(4)夯击之间间隔：间隔时间取决于土中超孔隙水压力的消散时间。其根据地基土的渗透性确定，对于渗透性较差的粘性土地基，间隔时间一般不应小于3―4周；对于渗透性好的地基可连续夯击。

3 强夯法处理液化地基的质量管理

3.1施工准备

编写施工组织设计，经驻地监理组审查，监理组提出书面审查意见，报总监理工程师审批同意方可施工。在强夯施工段落前必须进行试验路段的施工，以验证及调整各项强夯参数，以达到最佳处理效果。

3.2施工管理

1、夯锤重及其底面形式根据设计要求选择。锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力值可取25～40kPa，对于细颗粒土锤底静压力宜取小值。锤的底面宜对称设若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取250～300mm。

2、强夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其它安全措施，防止落锤时机架倾覆。

3、当地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料。夯坑内或场地积水应及时排除。

4、强夯施工前，应查明场地内范围的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因强夯施工而造成破坏。

5、当强夯施工所产生的振动，对邻近建筑物或设备产生产生有害的影响时，应采取防振或隔振措施。

6、强夯施工可按下列步骤进行：1）清理并平整施工场地；2）标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；3）起重机就位，使夯锤对准夯点位置；4）测量夯前锤顶高程；5）将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；6）按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；重复步骤3）至6），完成第一遍全部夯点的夯击；7）用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；8）在规定的时间间隔后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。

7、施工过程中应对各项参数及施工情况进行详细记录。

4用强夯法处理砂土液化地基的质量检验

4.1基本要求

强夯施工必须按夯击点确定的技术参数进行。以各个夯击点的夯击数作为施工控制数值。

4.2实测项目

1、主要包括主控项目和一般项目，主控项目分地基强度（或压实度）、压缩模量、地基承载力、有效加固深度；一般项目分夯锤落距（±300mm）、锤重（±100Kg）、夯击遍数及顺序、夯点间距（±500mm）、夯击范围（超出基础范围距离）、前后两遍间歇时间。

2、强夯法处理后的地基竣工验收承载力检验，应在施工结束后一定时间进行；对碎石土和砂土地基，其间隔时间可取7d―14d；粉土、粘性土地基，其间隔时间可取14d―28d。

3、强夯法地基竣工验收时，检验项目应按设计要求和相关验评标准，采取两种以上的原位测试方法进行，如采用地基载荷试验和室内土工试验或其他原位测试方法；承载力检验的数量应根据场地复杂程度和工程的重要性确定，对于简单场地上的一般建筑物，检测点不应少于3点，对于复杂场地或重要建筑物地基应增加检验点数；检测位置宜选在夯后整平面以下0.5m―0.8m进行。

5结语

在高速公路液化地基强夯加固的施工实践中，由于建设、监理及施工单位的高度重视，严格按有关质量要求和“施工指导意见”进行控制，尤其对强夯参数的确定都是经反复试验论证后，选择合适的参数指导施工，使强夯法处理液化地基段达到了设计要求，从已建成的高速公路处理路段的工后路基沉降观测看，处理段液化地基强夯加固达到了预期目的。

参考文献：强夯法和强夯置换法加固地基 徐至钧 机械工业出版社

简明地基基础设计施工手册 唐业清 中国建筑工业出版社

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。