建筑工程地基强夯处理措施与结果检测分析

史红珺

（青海建筑职业技术学院，青海 810012）

0 引言

现代化建筑施工现场中所采用的强夯处理技术方案，因其技术原理与施工效果被称为动力压密法或固结法，由重物捶打夯实方案逐步演变而来。经该技术方案处理完成后的施工现场地基土强度指标大大提升，极大地减少了建筑工程使用后的土地沉降风险。本文以葫芦岛临海区域擎重厂区建设项目深厚碎石填土工程为例，从施工现场实际情况入手，对具体处理措施与结果检测参数进行研究。

1 案例概述

1.1 工程概况

葫芦岛地区深厚碎石填土工程施工属于葫芦岛临海区域擎重厂区建设项目，该项目以建设沿海运输厂区、员工食宿区域为目标，地处区域北部港口工业区，南北贯穿区域三号至五号公路，东西横跨纵向三号公路与东部大坝。预计施工场地规格为460m×110m，其中厂房施工空间规格为420m×96m，计划为目标港口运输提供重、中、轻三类运输能力的龙门吊运输区域，其中重型龙门吊车的跨度规格为36m，而中型与轻型的跨度规格则为30m。施工场地西部空地预计建设辅助主要厂区生产的辅助厂房，其由喷丸室与管理室共同构成。

根据工程设计图纸记载，工程建设预计重要性评级为二等，场地环境评分为二等，地基建设难度等级为二等，施工前岩土勘探结果等级分析为乙等。

1.2 土地施工条件

施工区域处于华北北部边缘地带，是燕台山地区域内的褶皱所形成的山海关山体至绥中台拱地形区域、同辽宁省西部台陷落地形区域所相邻的衔接地带。因此，该地区所经受的岩浆地质作用较强，突出表现为地表存在大量以花岗岩为代表的侵入岩裸露。其具体地质构成如图1 所示。

图1 葫芦岛地区深厚碎石填土工程施工地质构造

施工现场的地形构成复杂，曾经有过人工填海造陆工程，实现了由沙滩向陆地的转变，区域内部绝大多数的土壤为人工转移而来的堆积土壤，其堆积时间为15d 以上。施工现场整体地貌起伏波动较小，原始地貌单元以海滩为主，土壤沉积效果主要是海陆动态交互。经设计人员实地勘探得知，目标施工区域内的地层结构复杂，由上至下主要包括人工填土、海滩淤泥、粗质砂土、复合花岗岩和煌斑岩脉。

2 强夯处理措施

2.1 12000kN·m 能级常规强夯

将施加12000kN·m 能级常规强夯技术的工程区域划分为强夯试验一区，该区域的施工目标为少量轻型装置工作用地及工厂内绿化与交通用地，该区域的地基结构处理工艺具体设计如下：经强夯作业后的地基土承重载力特征数值≥250kPa,形变模量≥15MPa,实现加固作业深度≥10m[1]。根据上述施工现场数据条件，在轻型装置工作用地内，采用由施工管理人员、甲方客户及现场监理联合指定的方式确定强夯试验区域位置，案例工程内为强夯试验一区所划定的试验施工面积总计达1600m2，夯实操作以隔行跳打的方式进行，设备共计启动3 次。在设备启动的前2 次作业期间，强夯操作设计能量为12000kN·m，同时桩结构布局以正方形进行，桩结构间隔距离为10m；在设备启动后的第3 次作业期间，强夯操作设计能量为4500kN·m；如若在设备启动后还需第4 次作业，强夯操作则将以满夯的形式进行[2]。试验一区内所施展的作业参数及强夯击打点具体如表1、图2 所示：

图2 强夯试验一区实际作业夯击点布局设计

2.2 12000kN·m 能级常规强夯与8000kN·m 能级置换强夯联合处理

将施加12000kN·m 能级常规强夯与8000kN·m 能级置换强夯联合处理的工程区域划分为强夯试验二区，该区域位于案例工程施工图纸所标示的zk88 地标附近，其地基结构处理工艺如下：经强夯作业后的地基土承重载力特征数值≥350kPa 形变模量≥20MPa 现实加固作业深度≥12m[3]。待置换强夯作业施工完毕后，对场地平整处理后进行12000kN·m 能级的点状夯击操作。在前2 次作业期间，强夯操作设计能量为12000kN·m，同时桩结构布局以正方形进行，桩结构间隔距离为10m；在设备启动后的第3 次作业期间，强夯操作设计能量为4500kN·m；如若在设备启动后还需第4 次作业，强夯操作则将以满夯的形式进行，二区内的作业参数及强夯击打点如表1、表2、图3 所示。

表1 强夯试验一区、二区实际作业参数

表2 强夯试验二区8000kN·m 能级置换强夯实际作业参数

图3 强夯试验二区实际作业夯击点布局设计

3 强夯承载力结果特征值检测分析

在常规强夯工程中，承载力测量主要通过地基浅层土层平板区域内开展的承载负荷试验进行，该试验可以测定地基浅土范围内土层压力承重板下应力所影响区域内的整体承载力。根据国家规定和行业标准显示，承压板状结构的面积需要大于0.25m2，而当此类结构处于淤泥结构软土土质时，其面积则需要达到非软土标准的2 倍，即0.5m2[4]。在置换强夯工程中，考虑到地基浅层平板区域内所开展的承载负荷试验面积过大，为减轻工程施工量与最大限度节省工期，通常情况下使用置换墩辅助墩间承载负荷试验，借助数学运算对面积进行相应置换得出最终结果，案例中自然沙滩+人工填土的复杂地基结构强夯所采用具体运算式如下所示[5]：

本次案例工程所处的小型结构淤泥黏性土质地基结构与施工现场的载重负荷试验参考缺乏，目标工程提出了一项针对案例中复合结构地基的重载力特征数值估算计算式，具体公式表现如下：

案例工程所采用的强夯承载力结果特征值检测试验，在强夯工程施工作业完毕后的14d 进行，在实际检测过程中，技术人员将两组强夯试验区各自细分为4组，其中2 组检测点取夯点，2 组检测点取夯间。在静止荷载试验及其内p-s 曲线不存在明显的比例区域界线时，地基土沉降数量恒定取值为压力承载板状结构的矩形边长或圆形直径的0.01 所匹配的荷载负重数值（压力承载板状结构的矩形边长或圆形直径超过2m时，将其恒定取值为2.0m），使用0.01代表目标地基的承重载力特征数值。试验中所需要的形变模量参照运算式进行具体数值计算。案例工程中填海造陆所用的土壤来自炸山工程中所得到的碎石结构土壤，因此，式中凭借施工团队历次工作经验参考，将其恒定取值为=0.224。

目标工程对两组强夯试验区所进行的强夯承载力结果特征值检测试验最终结果表现如表4 所示：

表4 强夯试验一区、二区作业后地基土承重载力及形变模量静止承载试验结果

4 结束语

地基施工是工程施工的基础，施工效果的好坏关系到后续施工项目施工条件的情况。强夯工艺通过对施工现场土地进行处理，提升地基施工的稳定性与强度，使后续的沉降控制在一定范围内，最大限度保证建筑工程的安全性，尽可能地延长建筑寿命周期。