高填方拋填強夯施工質(zhì)量控制

鐘香健 李松 胡學(xué)祥

中建二局基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資有限公司華東分公司，中國·江蘇 南京 210008

在某工程基坑施工中，基坑深度約10m，原設(shè)計為地下基礎(chǔ)施工完畢后采用場區(qū)內(nèi)土石方分層回填壓實至正負零位置，施工總回填面積約34.2萬m2。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，分層回填壓實分層回填厚度需不大于50cm，回填石方粒徑需控制在不超過層厚的2/3約30cm左右較困難。因現(xiàn)場場平大部分為土夾石，爆破施工作業(yè)時多采用松動爆破后機械鑿巖機進行解小，土方與石方相對分離且土方含水量較大，回填料質(zhì)量控制難度較大，回填后壓實度較難控制。基坑分層回填壓實后地基會存在下沉現(xiàn)象，不利于后期的生產(chǎn)運行。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，經(jīng)綜合分析后變更為拋填后強夯施工，強夯施工完成后再進行基礎(chǔ)施工，采用強夯法施工可有效地提高基坑回填施工進度，提高場區(qū)爆破土石方綜合利用率，同時減少了獨立柱基礎(chǔ)長度，加快了工程整體施工進度。高填方拋填強夯施工質(zhì)量控制主要從回填材料、強夯參數(shù)、質(zhì)量控制及檢測幾個方面進行控制。

回填材料；強夯參數(shù)；質(zhì)量控制及檢測

1 回填材料質(zhì)量控制

為保證強夯施工質(zhì)量及效果，拋填過程中需控制回填粒徑大于20cm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%以上，最大粒徑不超過80cm；回填土石比小于或等于3:7；控制回填料含水量，天然含水量宜低于塑限含水量1～3%；點夯施工完成后、普夯施工前，應(yīng)清除表層大塊石，標(biāo)高不足部分需進行補填，補填料采用自然開山石料或土料，最大粒徑d≤30cm；表層30cm厚填料最大粒徑d≤10cm，當(dāng)場地平整后，再進行普夯施工[1]。

2 確定強夯參數(shù)

2.1 根據(jù)現(xiàn)場拋填厚度

根據(jù)現(xiàn)場拋填厚度的不同，強夯參數(shù)設(shè)計如下。

（1）回填深度大于6m區(qū)域，采用3遍夯。第一、二遍10*5m間距隔行跳夯，夯擊能量為6000KN·m，夯擊次數(shù)為8-12擊，第三遍采用普夯，夯擊能量為1500KN·m，搭接0.3D，每點夯擊數(shù)不小于2擊。第一、二遍點夯的收錘標(biāo)準是：最后兩擊的平均夯沉量不大于10cm。

（2）回填深度在3-6m區(qū)域，采用3遍夯。第一、二遍9*4.5m間距隔行跳夯，夯擊能量為4000KN·m，夯擊次數(shù)為7-10擊，第三遍采用普夯，夯擊能量為1000KN·m，搭接0.3D，每點夯擊數(shù)不小于2擊。第一、二遍點夯的收錘標(biāo)準是最后兩擊的平均夯沉量不大于5cm。

（3）回填深度在1-3m區(qū)域，采用3遍夯。第一、二遍8*4m間距隔行跳夯，夯擊能量為3000KN·m，夯擊次數(shù)為6～9擊，第三遍采用普夯，夯擊能量為1000KN·m，搭接0.3D，每點夯擊數(shù)不小于2擊。第一、二遍點夯的收錘標(biāo)準是最后兩擊的平均夯沉量不大于5cm，如表1所示。

（4）強夯范圍應(yīng)超出建筑物最外側(cè)軸線的寬度為處理深度的1/2+2m，且不小于4.5m。

表1 強夯參數(shù)

強夯的夯擊次數(shù)按現(xiàn)場試夯的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，并滿足以下條件:

①當(dāng)E≤4000，最后兩擊的平均夯沉量不宜大于50mm(E≤4000)。

②當(dāng)E ＞4000，最后兩擊的平均夯沉量不宜大于100mm。

③夯坑周圍地面不應(yīng)有過大的隆起。

④不應(yīng)夯坑過深而發(fā)生提錘困難。

2.2 試夯

在大面積強夯前，選擇有代表性的24×24m場地作為試驗段按上述技術(shù)要求進行試夯，試夯結(jié)束后進行檢測，取得的數(shù)據(jù)滿足設(shè)計要求后，按試夯的技術(shù)參數(shù)進行大面積施工。

試夯是指導(dǎo)強夯作業(yè)的依據(jù)，也是對原設(shè)計的理論檢驗。大面積施工前，為獲得符合本工程實際的強夯施工參數(shù)及施工工藝流程，根據(jù)設(shè)計提供的初步參數(shù)，進行強夯試驗。試夯后進行檢測并與夯前測試數(shù)據(jù)進行對比，檢測強夯效果，確定下列參數(shù)：

（1）強夯機具、夯錘重量及夯錘落距。

（2）單點夯擊能(或夯擊次數(shù))與單擊夯沉量。

（3）夯擊遍數(shù)、夯點間距及遍夯間歇時間。

（4）有效加固深度。

試夯時，每遍點夯一天完成，滿夯一天完成。每遍夯間隔時間7天?，F(xiàn)場可根據(jù)觀測的孔隙水消散情況，調(diào)整兩遍夯之間的間隔時間。滿夯完成后間隔7 天開始強夯加固效果檢測。

若試夯檢測結(jié)果不理想，經(jīng)設(shè)計、業(yè)主、施工等相關(guān)各方確認后，決定是否進行修正。修正參數(shù)時，可調(diào)整夯擊遍數(shù)、每遍單點夯的夯擊能、夯點間距及布置、以及滿夯遍數(shù)等參數(shù)，確保大面積強夯加固效果符合設(shè)計要求。

3 質(zhì)量控制及檢測

3.1 質(zhì)量控制

（1）強夯設(shè)備：本工程所用夯錘底直徑為2.0～2.6m，錘重11～38t左右，試夯落距約為14～16m；1臺70t強夯機（W200B型，帶門架），38t夯錘，錘底面積4.5m2，點夯；15t夯錘，普夯；錘體周圍均勻設(shè)置1個上下貫通的氣孔，孔徑約30cm，使夯錘脫鉤下落時減少產(chǎn)生的氣墊阻力，同時使錘、土接觸瞬間使土體孔隙氣體能立即排除，同時也減少了錘底與土的吸附力，起錘比較容易；1臺挖掘機，1臺裝載機，1 部DS3200型水準儀。

（2）測量控制：施工前，應(yīng)首先對場地進行清理、整平，對夯點放線進行復(fù)核，測量應(yīng)在儀器精平和水準塔尺垂直狀態(tài)下進行，確保施工過程滿足設(shè)計要求；施工過程中，檢查夯錘重和落距，確保單擊夯擊能量符合設(shè)計要求，測量人員必須精心測量記錄每點的單夯夯擊能量、每個夯點夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量，發(fā)現(xiàn)夯錘傾斜時應(yīng)將夯坑底部填平后繼續(xù)夯擊，及時檢查各項測試數(shù)據(jù)（如夯沉量、地面隆起量）和施工記錄，不符合設(shè)計要求時應(yīng)補夯或采取其它有效措施[2]。

（3）施工過程控制：開夯前檢查錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合設(shè)計要求；夯擊時夯錘的氣孔要暢通，夯錘落地時應(yīng)基本水平，夯擊時，夯錘必須提高到設(shè)計高度，達到單位夯擊能；夯擊時落錘須平衡，如有錯位或夯坑傾斜過大時須用沙石將坑填平，再進行下一步夯擊，當(dāng)前三擊夯坑深度大于1.5m時，采取填料法（夯坑內(nèi)回填符合要求的開山土石）工藝進行施工，填料次數(shù)根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定；在每遍夯擊前，應(yīng)檢查上次夯完后夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏位或漏夯應(yīng)及時補夯，每一遍強夯完成后推平夯坑，再做下一遍夯擊，兩遍夯擊之間不需要間歇時間；加固過程的夯坑處理非常關(guān)鍵，對較深的夯坑，要盡可能填硬骨料，以快速增加夯坑的密實度，強夯施工普夯夯擊能量為3000kN·m，要求錘印彼此搭接，且搭接面積不小于30%。

（4）場地排水及雨季施工：場地排水是強夯關(guān)鍵，如排水不暢而積水，會影響強夯施工，場地應(yīng)及時排水，大雨要停止作業(yè)，如遇雨季影響強夯作業(yè)，必要時鋪30～40 ㎝厚中粗砂墊層，詳視施工時的情況而定。

（5）收錘標(biāo)準采用雙控的辦法:①采用擊數(shù)控制；②按最后兩擊夯沉量控制。原則：施工時應(yīng)分區(qū)進行，在分區(qū)施打時，應(yīng)以夯沉量判斷本區(qū)的每單點夯擊數(shù)n。當(dāng)夯擊數(shù)從1～（n-2）擊時，夯沉量出現(xiàn)逐步收斂，當(dāng)擊數(shù)至（n-1）時，夯沉量接近，且當(dāng)增加至（n+1）擊時，夯沉量沒有增加，或反而明顯增加，此時n 既為本區(qū)的點夯夯擊數(shù)。夯沉量按下述控制：每遍點夯夯沉量為最后兩擊的平均夯沉量：不大于100mm，當(dāng)夯沉量不能滿足要求時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況及時調(diào)整強夯參數(shù)。

（6）質(zhì)量控制標(biāo)準：施工前在施工圖上對夯點進行編號，施工中對號進行夯擊，防止漏夯；施工中做好現(xiàn)場原始施工記錄，內(nèi)容包括施夯日期、夯錘重量、落距、夯擊數(shù)、每擊夯沉量、原始地面標(biāo)高、夯后地面標(biāo)高、總夯沉量、記錄人等；檢查強夯施工記錄，基坑內(nèi)每個夯點的累計夯沉量，不得小于試夯時各夯點平均夯沉量的95%；強夯定位放線偏差，控制點允許位移±20mm，夯點定位允許偏差為±50mm，夯擊時，夯擊點中心位移偏差應(yīng)小于150mm；在每遍點夯施工過程中及結(jié)束后，質(zhì)檢人員進行嚴格認真地檢查，及時發(fā)現(xiàn)并杜絕少擊漏夯現(xiàn)象。

3.2 試驗檢測

強夯結(jié)束后，應(yīng)間隔7～14 天進行地基均勻性檢測，在每400m2面積內(nèi)在各夯點之間任選一處，自夯擊終止時的夯面起至其下處理深度范圍內(nèi)取土進行原位測試及室內(nèi)試驗，測量土的干密度及壓實系數(shù)等。

（1）取樣試驗

本試驗主要對強夯試驗前、后的現(xiàn)場密度檢測、室內(nèi)顆粒分析、比重、相對密度試驗工作。

（2）荷載板試驗

試夯完成后，進行2 組荷載板試驗(每區(qū)至少2個)；載荷板試驗可采用1.0m×1.0m的承載板，按照使用荷載的級別逐級施加靜力荷載，每級荷載增量可為預(yù)估地基承載力的1/10～1/20，根據(jù)荷載－沉降關(guān)系曲線確定地基的承載能力。

（3）采用靜載試驗和觸探試驗檢測地基承載力，回填區(qū)地基土（石）的承載力特征值要求達到fak ≥180KPa。

（4）采用室內(nèi)土工法檢測壓縮模量，回填區(qū)地基土的壓縮模量要求達到Es ≥12MPa，填石的變形模量要求達到Eo ≥18MPa。

（5）對于回填厚度在6m以上的區(qū)域，要求有效加固深度≥6m。

4 結(jié)語

本工程通過對高填方區(qū)強夯施工質(zhì)量的管控，經(jīng)強夯的生產(chǎn)車間經(jīng)運行3年后地面未發(fā)現(xiàn)明顯下沉現(xiàn)象，其他未經(jīng)強夯的生產(chǎn)車間在經(jīng)過1年的自然沉降與蓄水沉降后進行主體結(jié)構(gòu)施工，經(jīng)運行1年后車間內(nèi)出現(xiàn)明顯的下沉現(xiàn)象，最大下沉量約30cm，嚴重影響車間的正常生產(chǎn)運行。通過對高填方拋填強夯施工質(zhì)量的控制，加快了場平土石方開挖進度，增加了開挖土石方的利用率，保證了高填方地基處理質(zhì)量，確保了后期生產(chǎn)車間的正常生產(chǎn)運行，本工程為類似高填方拋填區(qū)域采用強夯法施工提供了借鑒意義。