强夯法在长江漫滩软基处理中的应用

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摘要：介绍强夯法在长江下游漫滩张家港地区软基处理的应用。从加固前后原位测试等数据的变化来评价强夯法在本地区的加固效果及推广意义。

关键词：强夯 地基基础 排水固结、高真空排水

长江河漫滩地层主要为水动力作用冲积、淤积而成，浅部土层以高含水率、大孔隙比、欠固结，高压缩性、中高灵敏度软土为主，包括淤泥、淤泥质土、淤泥质粉土及松散的粉砂等。漫滩区域形成形成陆地时间较短，一般地势较低，土层常处于饱水状态。为了能满足各项工程用地要求，常需要对表层地基土进行地基处理。这里结合本地区实际采用的方法来介绍强夯及高真空排水结合法，以为本地区该技术推广做一典型范例。

一、工程地质概况

某工程位于张家港市大新镇，总用地面积约20万平左右，场地原为农田、河塘，民宅，现在为拆迁后空地，场地表层被冲填砂覆盖，地形平坦，场地地理位置优越，交通便利。场地地貌上属于长江河漫滩，成陆时间短，主要分布为第四纪全新世地层和新近冲填土，场地10米以上土层分布情况如下：

第1-1层 冲填土：灰黄色，松散，湿，主要冲填为粉砂，含有石英、长石、云母等碎屑物。层厚0.00～4.0米，层厚不稳定，强度不均匀。

第1-2层 素填土：灰黄色，软塑，主要由粘性土组成，含有植物根茎，局部见有石灰质，层厚0.00～1.3米，层厚、层位不稳定，强度不均匀。

第2层 粉质粘土：灰黄色，软塑，饱和，夹有薄层的灰色松散粉土或者粉砂，水平层理发育，局部见有少量的氧化物结核。切面光滑，无摇震反应，韧性中等，干强度中等。中高压缩性。

第3层 淤泥质粉土 青灰色夹灰黄色，松散，饱水，夹有流塑的淤泥质粉质粘土或者松散粉砂，水平层理发育，砂主要由石英、长石等碎屑物组成。摇振反应快，切面较粗糙，低干强度，低韧性。高压缩性。

第4层 粉细砂夹粉质粘土：青灰色，饱和，松散，局部稍密，主要由石英、云母、长石等碎屑物组成，级配差，分选性好，粉质粘土软塑-流塑，二者组成良好的水平层理。

第5层 淤泥质粉质粘土：灰黄色，流塑，饱和，夹有松散的粉土或粉砂，具有水平层理，高压缩性，层厚0.80～7.1米。平均厚度3.4米左右，层厚不稳定，强度不均匀。

二、地基处理方案的比较

由于拟建工程场地原始地面标高为黄海标高2.5米左右，周边道路标高为黄海标高3.7-4.0米左右，地势较低，后业主以粉砂冲填至黄海标高3.5米，土层处于未固结状态，强度较低，厚度较大，不能满足今后道路和建筑物地坪使用要求，需采用地基处理措施。若选择桩基础处理，效果较好，但范围大，造价高，施工工期长；若选择换土处理，面积较大，土层开挖时容易坍塌，填料需要分层夯实，增加了造价，延长了工期。

三、强夯和高真空排水地基处理设计施工

（一）技术要求：地基处理后地面承载力达到120KPa。

（二）强夯设备及高真空抽水设备：强夯设备采用25T履带式起重机作为提升机具。夯锤重100KN，底面积4.5m2，锤底到锤面埋有5根ф100MM的通气管，以降低夯击的气垫作用，锤顶采刚性吊环，使用吊钩得以迅速而方便的挂上。自动脱钩装置由船用脱钩装置改变而来，开钩拉绳一端系在脱钩装置的把柄上，另一端穿过焊在吊车大钩侧板上的转向滑轮，然后固定在吊车起重臂底部的轴上，当夯锤起吊到预定高度时，开钩拉绳即张紧而拉开脱钩装置的锁卡，使夯锤脱钩下落。

（三）施工概况

利用成孔法安装真空管，插管时应保证真空管位置正确，插管间距为3.5m*4.0m，插管深度为6.0米左右，设置降水观测孔，连续降水，定时测定出水流量，观测水位降深，降水时间为4-5天，需保证地下水位最高处不小于自然地坪以下1.50米，然后进行第一次强夯，夯点间距为6m*4.0m，夯击能为1000KN.m，当夯击夯沉量后一次大于前一次的时候，可停夯，再进行真空管排水，以消散因强夯产生的超孔隙水，加速土体固结恢复，待高真空排水3-6天后，即超孔隙水压力消散70%后，进行下次强夯，连续两次强夯的时间不宜低于5天，并适当增加夯击能，每点击数宜为4-6击，夯击间距和停夯标准可参照第一次夯击标准执行，停夯后进行高真空排水，排水结束后进行满夯，对夯坑较深的部位进行填夯，夯平后以大功率压路机进行机械碾压压实。

四、强夯效果

1、原位测试指标对比：

土层编号 土层名称 原ps值平均值Mpa 承载力估算kpa 现ps值平均值Mpa 承载力估算kpa 提高幅度

1 冲填土 0.783 65 3.808 126 93.8%

2 粉质粘土 1.012 110 1.216 129 17.3%

3 淤泥质粉土 0.792 73 2.612 112 53.4%

4 粉细砂夹粉质粘土 2.083 91 2.108 92 0.01%

5 淤泥质粉质粘土 0.955 100 0.958 100 0

注：根据Ps值确定承载力时，所用公式粘性土为：f0=0.075Ps+38（kPa）；粉细砂为f0=0.02Ps+50（kPa），粉土为f0=0.036Ps+45（kPa）。

从静力触探数据可见，该地基处理方法效果显著，尤其是渗透系数较大的冲填土和淤泥质粉土，效果更加明显，附典型静探曲线对比图，可见论文附图。

2、浅层平板载荷试验，对该试验点共抽取了三个点进行试验，载荷试验承压板边长为0.8米，取s/b=0.0125， Q-S曲线可见附图，承载力特征值分别为145kpa，170kpa，168kpa，均达到了不小于设计值120kpa的承载力要求。可在全厂区内进行推广采用该地基处理方法。

五、强夯和高真空排水相结合的方法的推广

我市处于长江三角洲冲积平原上，有广阔的长江沿线，在金港镇、锦丰镇、乐余镇和常阴沙农场大部分地段为长江河漫滩，成陆时间较短，自然地坪相对较低，而地下水位较高，为了提高场地自然地坪的高度，节约填筑的成本，我们可建议推广使用以粉细砂冲（吹）填，并采用强夯和高真空排水相结合的方法提高表层土强度，以满足建（构）筑物或地坪使用要求。

在该方法的使用过程中尚应注意保护周围的环境，比如管线、建筑物的稳定性等，并应注意施工中的安全。对场地进行选点试验，经相关检验检测满足设计要求，对全场地进行推广后，对整场地仍应进行检验、检测，选点和检测过程应符合规范要求。

参考文献：

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2010）

《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）