浅谈基础加固强夯法施工工艺

摘要：本文主要介绍了南水北调中线一期穿黄Ⅲ标工程采用强夯法对北岸渠道软弱地基渠道渠堤进行地基加固处理的施工工艺。

关键词：南水北调穿黄工程 强夯法 地基加固 施工工艺 质量检测

强夯法是用起吊设备将具有一定重量的夯锤吊起，从高处自由落下，对地基进行反复夯击，给地基以强烈的冲击和振动，使得软弱土孔隙中的气体和液体排出，迫使土体孔隙压缩，使土粒重新排列，从而提高地基的强度，降低地基的压缩性。

强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基，也可用于防止粉土和粉砂的液化，消除或降低大孔土的失陷等级。根据《南水北调中线一期穿黄工程Ⅲ标北岸工程土建及设备安装施工招标文件》可知，桩号17＋200～19＋304.50段为半挖半填渠段，地面高程110.40m～103.4m，最大填方高度6.6m。工程区地下水埋深16.5～17.5m，地下水对工程基本无影响。渠坡及渠底均为alQ3⑨层黄土状粉质壤土，呈可塑～硬塑状，夹有砂壤土或粉质粘土透镜体，⑨层黄土状粉质壤土具有弱湿陷性，渠基土存在湿陷性问题，故须对该段基础进行处理。强夯施工因其加固速度快、效果好、投资省，是当前最经济而简单的地基加固方法，故强夯法被作为该段的首选施工方案。

1 工程概述

南水北调中线一期穿黄工程南起河南省荥阳市王村乡化肥厂南，终点为黄河以北温县南张羌乡马庄东。北岸Ⅲ标工程强夯施工段位于北岸连接明渠，本工程是南水北调中线一期穿黄工程Ⅲ标北岸渠道软弱地基的加固工程。按设计图纸所示，渠道基础强夯加固施工范围为桩号17+200～19+304.5，共2104.5m，平均宽度约65m。

2 强夯施工技术要求

根据技术文件要求，本工程在7度地震条件下，渠堤基础不产生液化，具体控制标准如下：(1) 渠堤基础中砂壤土干密度≥1.65g/cm3；(2) 标准贯入击数砂壤土≥12击；(3) 强夯处理深度为8m。

3施工要求及技术控制指标

3.1施工要求

（1）强夯施工前先进行场地清理，根据施工图纸的要求，强夯范围内应清基厚度不小于30cm,并应进行整平。

（2）根据施工图纸规定的强夯范围，首先进行了场地地质复勘工作，并根据强夯工程要求的处理深度，选择强夯施工的设备。点夯施工机具采用QUY35型全液压式履带吊车，夯锤重20T，提升高度为20m，夯击单击能量400T•m，单点夯击次数≥8击；配备W―1001型吊车进行满夯，夯锤重10T，提升高度10m，夯击单击能量100T•m，单点夯击次数2击。

（3）强夯设备安装就位做到平整和稳固，确保施工中不发生倾斜、移动。

3.2 技术控制指标

根据强夯试验，在满足设计要求的前提下，渠堤基础强夯处理施工参数如下：

（1）单点夯击能为4000kN.m；（2）夯点采用正方形插档法布置，间距8m，排距4m；（图1）；（3）点夯每点击≥8击，且满足最后两击的平均夯沉量不大于5cm；（4）低能量满夯夯击能为1000kN.m。夯印搭接1/5，每点夯击2击。

3.3强夯施工技术参数

4 强夯法施工工艺

4.1施工组织

根据强夯试验功效分析，点夯设备进场4台套，满夯设备进场2台套，每2台套点夯设备配1台套满夯设备，分别从左、右岸同时开始施工，向中间进行推进。满足工期的要求。

4.2施工工序

（1）平整场地

为保证强夯质量，便于夯机移动，强夯施工前，首先对强夯场地用T220推土机进行清理整平，并由测量人员会同监理对清基厚度进行联合测量，使施工基础面高程达到设计要求。并对强夯施工范围内的墓穴进行回填处理，使之达到设计要求。

（2）测量放线

由测量人员将场地边线及各区分界线以木桩、白灰标出，再由各机组施工技术人员按夯点间距8m、排距4m的点位布置形式以白灰标出待夯点。

（3）对布置好的待夯点进行夯击

根据标识出的待夯点，将吊车就位，并校正夯锤落距。夯点中心位移偏差均应小于50mm，夯锤保持垂直，倾斜度不大于30°；若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应先将坑底整平后再进行夯击。

夯前对夯锤顶部高程进行测量，并在夯击过程中，记录每击夯沉量，点夯每点击≥8击，且满足最后两击的平均夯沉量≤5cm时，完成对该夯点的夯击。

（4）重复（3）步骤完成第一遍全部夯点的点夯。

（5）第一遍夯点点夯完成后，用T220推土机将夯坑填平，并测量场地高程，再按上述步骤完成第二遍夯点的点夯。

（6）每一区点夯结束至少5天后，用推土机将已点夯的区域推平，并经测量后，进行低能量满夯（夯击能为1000kN.m，夯印搭接1/5，每点夯击2击），将场地表层松土夯实，然后对夯后场地高程进行测量。

（7）各区强夯施工结束后14天，对强夯质量进行检测验收。

4.3 质量检测

根据规范及技术要求，在各区强夯施工结束后14天，进行标贯和探坑检查，检查频度为1000m2～2000m2取样一组，各测一孔一坑。布点位置应综合考虑随机性和代表性。夯实土的标准贯入试验采用DPP-100型汽车钻机，严格按照《水利水电工程钻探规程》（DL5013-92）及《土工试验规程》（SL237-1999）的有关要求进行.探坑由人工进行开挖，分层取土样作室内土工试验，检测内容包括土的容重、含水量、孔隙比、相对密度和击实最大干密度等，以检测各层土的击实最大干密度是否达到设计质量要求。

5 强夯法施工常见问题及处理措施

常见问题 产生原因 预防措施及处理方法

强夯最后两击的下沉量超过规定下沉量指标 地基土中含水量过大，产生侧向挤出现象 在含水量过大的土层中进行强夯，宜铺0.5～2.0m的砂石或适当降低夯击能量

影响深度不够，加固后的地基强度未达到设计强度要求 ⑴土质不均，下部存在砂卵石夹层，夯击能部分被吸收

⑵遇地下障碍物，孤石或不成片的砂砾石

⑶夯击点过密，在浅处叠加而形成硬层，影响夯击能向深部传递

⑷两遍之间间隔时间不够，或未有间隔，土层内超孔隙水压力未消散，影响夯实强度的提高 ⑴强夯前，应探明地质情况，对存在砂卵石夹层的区域适当提高夯击能量

⑵遇地下障碍物应清除掉

⑶影响深度不够，可采用增加夯击遍数的方法进行解决

⑷根据地质条件控制间歇时间

强夯后表层土松散不密实，漫水后产生下陷现象 ⑴强夯后未整平，未经低能夯拍实一遍

⑵被机械行驶扰动

⑶强夯时冻土层未能消除掉，天暖融化形成松土

⑴强夯完成应填平夯坑，用低能量夯锤满夯一遍，使表层土密实

⑵强夯处避免重型机械行驶扰动

⑶冬季强夯应将冻土融化或清除后再进行强夯施工

6结束语

强夯法在南水北调中线一期穿黄工程Ⅲ标北岸渠道软弱地基中全面应用施工，单项施工完成后，经具有相应资质的第三方单位检测，所有数据均到达南水北调工程的设计、规范等技术条款要求。达到了基础加固的目的，施工质量得到保证。