强夯地基施工及减振措施研究
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[摘要]根据内蒙亿利能源达拉特分公司32万吨/年二期电石项目的强夯工程实例的现场实地试验数据，得出了强夯地基处理过程中，不同夯击能作用下振动加速度的递减规律；结果表明，隔振沟深度对隔振效果有效大影响，深度越深减振效果越好。在本工程设置的开挖隔振沟深度为2.5m。同时选用弹性模量远小于土体模量的填充材料，隔振效果达到了预期的效果。
[关键词]强夯，夯击能；隔振沟，减振效果
[ Abstract]: According to a Inner Mongolia Yili energy Dalate branch 320000 tons / year of two calcium carbide project dynamic engineering examples of the field test data, the dynamic compaction process, different compaction under the action of vibration acceleration is degressive the rule; the results show that, depth of isolation trench on the isolation effect of effective effect, the deeper the damping effect is better. In the present engineering setting of the excavation depth of isolation trench is 2.5m. At the same time selection of elastic modulus is much smaller than the soil modulus filler material, isolation effect to achieve the desired results.
[Key words]: dynamic compaction; compaction energy; vibration, damping effect
中图分类号：TU4文献标识码A 文章编号：
内蒙亿利能源达拉特分公司32万吨/年二期电石项目建址于内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗三墒梁工业园区，地基处理工程设计采用强夯法。
1、地层结构及描述
按《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）附录Ｇ的规定，拟建场地环境类型为I类。
根据详勘报告、钻探现场描述、原位测试结果及室内土工试验结果，将勘探深度范围内的地基分为6层；根据室内土工试验及原位测试结果综合分析确定各层土的地基承载力特征值fak及变形模量E0（压缩模量Es）见下表。
拟建场地地基土主要由粉细砂和粉质粘土组成。
在竖直方向上地基土工程性质差异较大，粉细砂①层呈松散状态；粉细砂②呈稍密～中密状态；粉细砂③层、粉细砂④层及粉细砂⑤均呈密实状态。各层粉细砂自上而下有随深度增加密实度逐渐增加，强度也随之提高。粉质粘土⑥层工程性质一般。
1#、2#电石炉主厂房工程重要性等级可按一级考虑。粉细砂①层的厚度在5.20～9.20m之间，设计拟建的建筑物基础将主要置于该层中。根据勘察结果，拟建场地地基土主要由密实度不同的粉细砂层组成。其中粉细砂①层为干燥～稍湿、松散状的风积粉细砂和整平场地时堆填的粉细砂层，其承载力低，且厚度有一定的差异，在浸水、振动状态下易发生振密下沉,工程性质差。对拟建的装置或建筑物而言，粉细砂①层不能满足其对承载力和沉降及差异沉降的要求，不能直接做为基础持力层，要对其进行加固处理，处理的目的是提高砂土层的密实度，改善砂土的变形特征，并提高地基承载力。
对于界区内的1#、2#、3#、4#电石炉基础，根据业主初步考虑，基础埋深约为-11.0m，假定电石炉基础设计地面标高按1319.50m考虑，则基底标高为1308.50m，基础底面位于粉细砂②层底部或③层下部（水位附近），基础下粉细砂层呈中密～密实状态，注意基坑开挖及施工时基底下砂层的扰动影响，必要时要对基底下砂层采取专门的处理措施。
根据本场地地基土的工程性质、地质勘察报告书，并参照一期和当地已有地基处理经验，对于不同性质的装置，选择强夯方案。
地质勘察单位及设计单位建议：对于1#、2#电石炉厂房及附属设施荷重不大且对差异沉降不敏感的装置，可选择强夯对表层松散的粉细砂①层进行加密处理。根据一期已有强夯后粉细砂层的检测结果，强夯后的粉细砂地基承载力特征值可达180kPa以上，采用3000kN·m点夯能级及1000kN·m满夯能级的强夯影响深度约为终止夯面下4～5m。
强夯法又叫动力固结法，是用起重机械吊起夯锤后从高处自由下落，给填料以强大的冲击力和振动能量，使疏松的填料强制压缩致密，从而提高地基强度和稳定性，是减小变形量的一种施工方法。强夯法具有设备简单、功效高、工期短及成本低的特点。用中等能量的夯击能(1000kN·m～3000kN·m)分层夯实，能大幅度提高地基的强度、均匀性和稳定性，有效减小地基的沉降变形，能够满足厂房地基的建设要求。另外，强夯法也是处理湿陷性黄土的一种非常有效的方法。
1.1施工工艺
⑴施工机具设备
①50t履带式强夯机（如下图所示）。拟选用直径2.4米、高约600毫米的铸钢圆台形重锤，锤重20吨，夯锤的底部均匀等间距设置4个直径150mm上下贯通的通气孔，以减少夯击时夯锤着地瞬间空气对夯锤的向上托力和起吊时地面对夯锤的吸附力。提升设备的最大提升高度为15m，并配有自动脱钩装置。
②其他设备如装载机、自卸汽车、推土机、压路机等拉运及摊平碾压设备。
⑵强夯顺序及技术参数
①强夯的施工顺序是先深后浅
②确定单点夯击能。根据设计加固深度5.5m，确定单击夯击能为3000kN·m。
②试夯按设计夯点位置隔行跳打，夯击过程中，分别在夯锤上和夯坑周围地面相互垂直方向埋设观测标识，在夯击过程中，利用水准仪测量每击的夯沉量和地面水平方向、垂直方向的位移，当最后二击击实下沉量达到50mm后，测量总下沉量，记录每击下沉量及遍数等参数，对测量结果进行综合处理。
夯点布置示意:
夯点间距及夯击遍数先点行两遍，后满夯一遍：第一遍2.5倍锤径梅花型布置，单点夯击次数不小于8击；第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间，夯击次数不小于8击；点夯最后两击的沉降量要求小于5cm；第三遍满夯夯平，每点夯击3次，夯痕搭接1／4夯锤直径。
③填料粒径。按填料最大粒径小于夯锤直径的1／3控制填料（碎石）的粒径。
④夯层厚度。有资料表明:非饱和土夯击一遍后，夯坑深度可达到0.6～1.0m，夯底形成一层厚度为夯坑直径的1.0～1.5倍的超压密土层，承载力可比夯前提高2-3倍，根据选用的夯击能、夯点间距及夯击遍数，确定每填筑2.5m-3m强夯一次。
⑶工艺流程
试夯确定技术参数－平整场地－夯点放样－强夯机就位对点夯击－夯击完后整平场地－第二遍点夯－第三遍满夯－整平场地－检测设计指标。