強(qiáng)夯法在港口軟土地基處理中的應(yīng)用

熊 祥 俊

(廈門安港建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 廈門 361000)

強(qiáng)夯法在港口軟土地基處理中的應(yīng)用

熊 祥 俊

(廈門安港建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 廈門 361000)

結(jié)合平潭港區(qū)金井作業(yè)區(qū)1號～5號泊位工程地基處理工程實(shí)踐，從施工參數(shù)確定方法、施工工藝、質(zhì)量控制等方面對強(qiáng)夯法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對強(qiáng)夯施工數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，可為類似工程提供參考。

強(qiáng)夯法，施工參數(shù)，施工工藝，質(zhì)量控制，數(shù)據(jù)

1 典型施工概況

平潭港區(qū)金井作業(yè)區(qū)1號～5號泊位工程強(qiáng)夯典型施工區(qū)為Ⅲ區(qū)4 000 kN·m試夯區(qū)。Ⅲ區(qū)為臨時圍堤以內(nèi)軟土層較厚的區(qū)域。該區(qū)域塑料排水板施打完畢后分級回填海砂，回填海砂至陸域形成標(biāo)高后，采用強(qiáng)夯法加固回填層地基，采用兩遍點(diǎn)夯一遍普夯工藝，點(diǎn)夯夯能為4 000 kN·m，普夯夯能為1 000 kN·m。強(qiáng)夯完成及場地平整后，經(jīng)振動碾壓達(dá)到地基加固要求后竣工標(biāo)高為+8.3 m。

2 典型施工目的

根據(jù)試驗結(jié)果確定最佳的施工技術(shù)參數(shù)和施工工藝，指導(dǎo)本工程強(qiáng)夯進(jìn)行大面積施工并滿足設(shè)計與規(guī)范要求。

3 典型施工區(qū)及典型施工參數(shù)確定

3.1 典型施工區(qū)確定

根據(jù)以下兩個方面的條件確定試驗區(qū)：1)根據(jù)設(shè)計提供的地質(zhì)資料分析，本工程4 000 kJ強(qiáng)夯施工區(qū)域地質(zhì)情況基本相同，土性基本相同。2)根據(jù)現(xiàn)場情況2號泊位Ⅲ區(qū)交通便利，本區(qū)域位于2號泊位Ⅲ區(qū)陸裝碼頭西側(cè)邊上，與4號泊位交界，利于機(jī)械的運(yùn)輸，場地平整，利于施工機(jī)械的施工作業(yè)。具體試驗區(qū)見表1。

表1 強(qiáng)夯試驗區(qū)統(tǒng)計一覽表

3.2 典型施工參數(shù)

強(qiáng)夯典型施工設(shè)計參數(shù)。強(qiáng)夯采用單擊能4 000 kN·m，錘重20.0 t，落距為20.4 m，錘底面直徑2.5 m，夯點(diǎn)間距3.5 m。試夯設(shè)計采取2遍點(diǎn)夯1遍普夯，點(diǎn)夯夯擊能為4 000 kJ，普夯夯擊能為1 000 kJ；強(qiáng)夯間歇時間為第一遍點(diǎn)夯后間歇時間為7 d，第二遍點(diǎn)夯后間歇時間為12 d。

第一遍夯點(diǎn)梅花形布置，第二遍夯點(diǎn)在第一遍夯點(diǎn)之間布置，最后一遍滿堂布置，夯錘落距可降低至5.1 m，對表層土夯實(shí)整平處理。

3.3 施工時間

強(qiáng)夯典型施工時間為：強(qiáng)夯典型施工時間段分別為：2月23日～3月4日完成第一遍點(diǎn)夯夯擊；3月12日～3月19日完成第二遍點(diǎn)夯夯擊；4月1日～4月11日完成第三遍普夯夯擊。強(qiáng)夯典型施工間歇時間段分別為：第一遍點(diǎn)夯后間歇時間為7 d(3月5日～3月11日)；第二遍點(diǎn)夯后間歇時間為12 d(3月20日～3月31日)。

3.4 典型施工設(shè)備及器材

根據(jù)強(qiáng)夯設(shè)計給定的參數(shù)，夯錘質(zhì)量選取相應(yīng)的機(jī)械，強(qiáng)夯機(jī)械配置見表2。

表2 機(jī)械設(shè)備配置資源表

4 強(qiáng)夯現(xiàn)場施工工藝

1)強(qiáng)夯夯點(diǎn)布置：強(qiáng)夯夯點(diǎn)布置如圖1所示。

2)施工準(zhǔn)備。a.自卸汽車運(yùn)開山土至施工現(xiàn)場、裝載機(jī)配合推平，厚度暫按70 cm回填。b.測量放線，定出控制軸線、強(qiáng)夯場地邊線，標(biāo)出第一遍位置，并在不受強(qiáng)夯影響地點(diǎn)，設(shè)置若干個水準(zhǔn)基點(diǎn)。

3)操作步驟。a.回填70 cm開山土后平整場地；b.對試驗場地進(jìn)行分區(qū)，把第一遍夯點(diǎn)所在的位置標(biāo)出，然后測量場地的高程；c.把起重機(jī)安置在指定的位置，把夯錘對準(zhǔn)夯點(diǎn)位置；d.在強(qiáng)夯前測量夯錘頂高程；e.把夯錘提升到預(yù)定高度，開啟脫鉤裝置，等夯錘脫鉤自由落下后，把吊鉤放下來，然后測量夯錘頂高程，如發(fā)現(xiàn)因夯坑底部傾斜而造成夯錘歪斜時，應(yīng)及時平整夯坑底部；f.重復(fù)步驟e.，依照設(shè)計要求的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成夯擊一個夯點(diǎn)；g.把夯錘移至下一個夯點(diǎn)的位置，重復(fù)步驟c.～f.，完成夯擊第一遍全部的夯點(diǎn)；h.用挖掘機(jī)填平夯坑，然后測量場地的高程。

4)間歇期。強(qiáng)夯：強(qiáng)夯間歇期為第一遍點(diǎn)夯后間歇時間為7 d，第二遍點(diǎn)夯后間歇時間12 d。按操作步驟施工完成后，測量夯后場地高程。

5)單遍點(diǎn)夯夯擊收錘及控制標(biāo)準(zhǔn)：a.每夯點(diǎn)每遍夯擊次數(shù)不少于8擊；b.最后兩擊平均夯沉量不大于50 mm；c.夯坑周圍地面不得產(chǎn)生過大的隆起；d.不出現(xiàn)夯坑過深導(dǎo)致起錘困難的現(xiàn)象。

5 施工質(zhì)量控制

1)施工前檢查錘重和落距，滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

2)夯擊前應(yīng)進(jìn)行場地平整，平整度應(yīng)符合強(qiáng)夯要求，并在周圍布置好排水溝，在每遍夯擊前，應(yīng)復(fù)核夯點(diǎn)。夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差應(yīng)及時糾正，發(fā)現(xiàn)漏夯應(yīng)及時補(bǔ)夯。

3)在進(jìn)行強(qiáng)夯前，應(yīng)認(rèn)真檢查夯錘的落距以及夯錘重量，確保單擊夯擊能量滿足設(shè)計要求。檢查夯錘通氣孔是否暢通，以克服氣墊作用，減少沖擊能的損耗和起錘時夯坑底對夯錘的吸力，增加夯擊效果。夯擊時夯錘對中要準(zhǔn)，夯錘應(yīng)該保持平穩(wěn)升降，不宜出現(xiàn)過快或過慢的升降現(xiàn)象，大噸位的夯錘升降過快時容易發(fā)生側(cè)翻。不允許錯夯和漏夯，以及夯坑底面傾斜。放吊鉤速度不能過快，確保夯距及夯錘平穩(wěn)。

4)施工過程中對每個夯點(diǎn)點(diǎn)位、夯沉量均進(jìn)行記錄。每錘夯擊前測定初始錘頂部一定點(diǎn)的標(biāo)高，在每一擊測量相應(yīng)錘頂標(biāo)高，并計算夯沉量，直到每夯點(diǎn)夯擊次數(shù)不少于8擊且最后兩擊的平均夯沉量不大于5 cm時為止，而且要求夯擊點(diǎn)的周邊土體隆起高度應(yīng)當(dāng)小于10 cm。

5)在每遍強(qiáng)夯完成，挖掘機(jī)整平后，測量人員及時進(jìn)行場地高程測量。

6)在強(qiáng)夯施工過程中，若出現(xiàn)回填土含水量較大的情況時，應(yīng)及時晾曬回填土，以免形成彈簧土。當(dāng)施工場地內(nèi)的地下水位的埋深在2 m以內(nèi)時，為避免地下水進(jìn)入到夯坑內(nèi)，應(yīng)采取措施，一般可以采用鋪設(shè)墊層或者降水的措施。

6 強(qiáng)夯施工數(shù)據(jù)分析

6.1 夯沉量與夯擊次數(shù)關(guān)系曲線

抽取強(qiáng)夯記錄中全部夯沉量數(shù)據(jù)，計算出每擊夯沉量平均值，然后繪制夯擊次數(shù)與累計夯沉量關(guān)系曲線圖。

強(qiáng)夯典型施工區(qū)夯擊次數(shù)與夯沉量數(shù)據(jù)統(tǒng)計如表3所示。

表3 Ⅲ區(qū)4 000 kJ強(qiáng)夯典型施工區(qū)夯擊次數(shù)與夯沉量數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

工程名稱：福州港平潭港區(qū)金井作業(yè)區(qū)1號～5號泊位工程

第一遍點(diǎn)夯夯擊次數(shù)123456789101112平均數(shù)夯沉量/mm443383302271268214107433237累計夯沉量/mm44382611281399166718821989203120632101第二遍點(diǎn)夯夯擊次數(shù)123456789101112平均數(shù)夯沉量/mm632283222186160111443036累計夯沉量/mm6329151137132414831594163916681705

夯擊次數(shù)與夯沉量關(guān)系曲線如圖2，圖3所示。分析曲線圖圖2，圖3可知：第一遍點(diǎn)夯中，第一擊夯沉量最大，第二擊至第五擊夯沉量相近，第六擊至第八擊夯沉量依次遞減。夯擊8次后累積沉降量在180 cm～200 cm之間，部分區(qū)域例外；第八擊至第十擊夯沉量大部分小于5 cm，第八擊收錘率在76.3%，第九擊收錘率在96.4%，第十擊收錘率在100%；最后兩擊沉降量平均值均小于5 cm，滿足設(shè)計要求規(guī)定。

第二遍點(diǎn)夯中，第一擊夯沉量最大，第二、第三擊次之，第四擊至第七擊夯沉量基本在10 cm～20 cm依次遞減。夯擊8次后累積沉降量在160 cm～170 cm之間，部分區(qū)域例外；第七擊至第九擊夯沉量大部分小于5 cm，第八擊收錘率在93.0%，第九擊收錘率在100%；最后兩擊沉降量平均值均小于5 cm，滿足設(shè)計要求規(guī)定。

6.2 對比分析強(qiáng)夯前后地面高程數(shù)據(jù)

每遍強(qiáng)夯完成，用裝載機(jī)平整后，按照10 m×10 m方格網(wǎng)測得的每個高程點(diǎn)平均值計算強(qiáng)夯前后地面高程數(shù)據(jù)，現(xiàn)將數(shù)據(jù)統(tǒng)計于表4中。

表4 強(qiáng)夯地面標(biāo)高變化數(shù)據(jù)表

工程名稱：福州港平潭港區(qū)金井作業(yè)區(qū)1號～5號泊位工程

部位第一遍點(diǎn)夯第二遍點(diǎn)夯第三遍點(diǎn)夯夯前標(biāo)高m夯后標(biāo)高m夯沉量cm夯前標(biāo)高m夯后標(biāo)高m夯沉量cm夯前標(biāo)高m夯后標(biāo)高m夯沉量cm累積夯沉量/cmⅢ區(qū)4000kJ強(qiáng)夯典型施工區(qū)9.008.50508.508.14368.148.06894注:表格中標(biāo)高數(shù)據(jù)是以每遍強(qiáng)夯完成,裝載機(jī)推平后,按照10m×10m方格網(wǎng)測得的每個高程點(diǎn)平均值計算得出

對比分析強(qiáng)夯前后地面高程數(shù)據(jù)可知：Ⅲ區(qū)4 000 kJ強(qiáng)夯試驗區(qū)沉降量平均值940 mm。

7 典型施工結(jié)果

強(qiáng)夯夯擊能4 000 kN·m強(qiáng)夯施工參數(shù)為：強(qiáng)夯前回填開山土厚度94 cm，第一、二遍點(diǎn)夯單點(diǎn)擊數(shù)不少于8擊并且最后兩擊平均夯沉量不大于50 mm，第三遍普夯單點(diǎn)擊數(shù)取為2擊，各遍夯擊施工消散期為：第一遍點(diǎn)夯后間歇時間為7 d，第二遍點(diǎn)夯后間歇時間為12 d。

強(qiáng)夯典型施工區(qū)施工完成后，地基的承載力采用平板載荷試驗檢測，檢測結(jié)果均滿足設(shè)計要求，達(dá)到設(shè)計承載力的要求。說明強(qiáng)夯法采用該施工參數(shù)及施工工藝及質(zhì)量控制措施是合理且有效的，對今后類似的地基處理工程有一定的借鑒作用。

[1] JTS 257—2008，水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 孫檢生.強(qiáng)夯法在地基處理中的應(yīng)用[J].水利水電施工，2015(2):33-35.

[3] 李永江.強(qiáng)夯法在公路軟土地基處理中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸，2012(4):53-54.

Application of dynamic compaction method in port soft foundation treatment

Xiong Xiangjun

(XiamenAngangConstructionGroupCo.,Ltd,Xiamen361000,China)

Combining with foundation treatment engineering practice of Jinjing working well No.1～No.5 parking engineering in Pingtangang region as an example, specifically introduces dynamic compaction method from aspects of construction parameter determination method, construction technology and quality control, and analyzes dynamic compaction construction data, which has provided some guidance for similar engineering.

dynamic compaction method, construction parameter, construction technology, quality control, data

2015-08-30

熊祥俊(1981- )，男，工程師

1009-6825(2015)31-0085-03

TU472

A