桂林洋热带农业公园起步区地基处理方案分析

郑胜

海南省农垦设计院有限公司 海南海口 570226

摘 要

强夯法是反复将重锤提到高度使其自由落下，给地基以冲击和振动能量，将地基土夯实的地基处理方法。结合工程实例，介绍了采用强夯法处理软弱地基的施工过程，此方法显著的改善地基土的物理力学性能，从而提高承载力，有效控制基础沉降。并且技术可行，施工快捷，经济效果显著。

关键词：强夯法；软弱地基；加固处理

强夯法设备简单，适用范围广泛，可用于填土、失陷性黄土、粘土、砂砾、碎石等各种土质。对于淤泥质软土的试验性施工证明，只要控制好施工参数，也是可行的。此法不仅用于房建工程，也适合桥涵、道路、港口码头和大型设备基础等工程，而且具有速度快、效果显著和节省投资等优点，是一种比较理想的地基处理方式。

一、工程概况

桂林洋热带农业公园位于海南省海口市桂林洋开发区，目前项目区均为农田以及鱼塘，起步区范围约一千多亩，根据初勘资料，下部存在软弱土，需要对起步区地基进行处理。

二、地质条件

1、地层结构及岩性特征

本次勘察查明，在钻探25.00m深度范围内，综合地层野外特征及室内土工试验成果，拟建场地地层自上而下依次为①层素填土（Q^ml）、②层粉质粘土（Q₂^m）、③-1层淤泥质粉质粘土（Q₂^m）、③-2层中砂（Q₂^m）、③-3层粉质粘土（Q₂^m）、④层粗砂（Q₂^m）、⑤层粉质粘土（Q₂^m），共划分5个岩性单元层，其岩性特征分述如下：

①层素填土（Q^ml）：分布于局部地段，褐色、灰褐色，主要成分为粘性土和砂，结构松散，欠固结，欠压密，干~湿。

②层粉质粘土（Q₂^m）：分布于场地大部分地区，海相沉积。灰黑色，稍湿，稍密。无摇振反应，无光泽，干强度低，韧性低。

③-1层淤泥质粉质粘土（Q₂^m）：分布于整个场地，海相沉积。灰黑色，软塑~可塑，局部夹有粉砂，干强度低，韧性高，无摇振反应，稍有光泽。

③-2层中砂（Q₂^m）：分布于场地大部分地段，海相沉积。灰褐色，混粒结构，以中粒为主，夹粗粒、砾粒。湿~饱和，松散～稍密，粉粒、粘粒含量约1.0~10.0%。

③-3层粉质粘土（Q₂^m）：分布于场地大部分地段，海相沉积。灰黑色，软塑~硬塑，局部为淤泥质，夹有粉砂，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，稍有光泽。

④层粗砂（Q₂^m）：分布于场地大部分地段，海相沉积。浅黄色，灰黑色，混粒结构，以粗粒为主，夹中粒、砾粒。粉粒、粘粒含量约1.0~10.0%。湿~饱和，稍密~中密，粉粒。

⑤层粉质粘土（Q₂^m）：分布于整个场地，海相沉积。棕黄色，可塑~硬塑，局部夹有粉砂，干强度高，韧性中等，无摇振反应，稍有光泽。含大量生物贝壳碎片。

以上地层的埋藏分布特征及层位接触关系，详见工程地质剖面图及钻孔柱状图。

2、各土层的工程性质评价

综合分析上述室内外试验成果，结合其野外特征，拟建场地各土层的工程性质综合评价如下：

①层素填土：结构松散，欠压密，欠固结，工程性质差。

②层粉质粘土：稍湿，稍密。天然含水量平均值为21.5%，天然孔隙比平均值为0.72，液性指数IL=0.30~0.48，压缩系数a1-2为0.20～0.40MPa-1，属于中压缩性土，CK=35.3KPa，ΦK=10.0度，标准贯入试验实测击数4～6击，均匀性差，承载力特征值建议为120KPa，工程性质差。

③-1层淤泥质粉质粘土：软塑～可塑。天然含水量平均值为39.3%，天然孔隙比平均值为1.197，液性指数IL=1.15~2.48，压缩系数a1-2为0.90～1.15MPa-1，属于高压缩性土，CK=13.3KPa，ΦK=2.7度，标准贯入试验实测击数1～2击，均匀性差，承载力特征值建议为80KPa，工程性质差。

③-2层中砂：松散～稍密。天然含水量平均值为18.3%，天然孔隙比平均值为0.702，压缩系数为0.37～0.48MP_a^-1，属于中压缩性土，C_K17.5kPa，Φ_K=23.3度，标准贯入试验实测击数9～11击，均匀性较差，承载力特征值建议为140 kPa，工程性质一般。

③-3层粉质粘土：软塑～硬塑。天然含水量平均值为43.8%，天然孔隙比平均值为1.293，液性指数I_L=0.21~2.30，压缩系数a_1-2为0.84～1.02MP_a^-1，属于高压缩性土，C_K=15.50KPa，Φ_K=2.9度，标准贯入试验实测击数1～3击，均匀性差，承载力特征值建议为80KPa，工程性质差。

④层粗砂：稍密～中密。天然含水量平均值为15.1%，天然孔隙比平均值为0.639，压缩系数为0.27～0.31MP_a^-1，属于中压缩性土，C_K=14.3kPa，Φ_K=23.3度，标准贯入试验实测击数10～15击，均匀性较差，承载力特征值建议为170 kPa，工程性质一般。

⑤层粉质粘土：可塑～硬塑。天然含水量平均值为30.8%，天然孔隙比平均值为0.959，液性指数I

_L=0.02～0.71，压缩系数a_1-2为0.21～0.51MP_a^-1，属于中～高压缩性土，C_K=32.6KPa，Φ_K=15.1度，标准贯入试验实测击数11～23击，均匀性一般，承载力特征值建议为170KPa，工程性质一般。

目前场地标高2.00米左右，场地以下1.00~2.00m后为淤泥质粉质粘土，层厚为1.00~13.00m。淤泥质粉质粘土强度低，属高孔隙比、高压缩性，具流变性、触变性特征的地基土。起步区回填设计标高3.50 m，因此起步区外拉土石方回填至设计标高后，用于展馆区、大棚区、停车场、设备材料堆场及施工场地等的地基。

场地内的地下水为属于潜水和承压水。地下水富水性好，主要赋存于淤泥质粉质粘土和砂层中。属微~强透水层。

场地内的地下水的来源为大气降水。经养殖塘渗入，部分海滩区接受潮水补给，以径流、蒸发方式排泄，区内地下水位均高于海平面，地下水流向海洋。区内径流微弱，动态较稳定。

三、地基处理分区及处理方案

3.1、地基处理范围

回填总面积约一千多亩，根据回填区的使用要求、工程地质条件，按照安全适用、经济合理的原则，将回填区的一部分划分为T1、T2、和T3三个需要进行地基处理的区域。

T1区域划分为公共活动区，其对于承载力的要求不高，可以回填土方后，采用压路机，分成碾压夯实即可。

T2、T3为大棚区和展馆区，其对于地基要求较高，采用满夯与点夯方式处理地基。

3.2、强夯设计要求及参数

1、考虑到强夯厚度的降低，回填土层高程4.00m。点夯夯击能量不小于2000KN.M。满夯夯击能量不小于500KN.M。

2、强夯采取先点夯后满夯的顺序，夯点布置间距5米*5米梅花形布置。强夯控制要求每遍最后两击沉降量之差不大于5厘米，达到要求后进行下一遍强夯；强夯完成后以压实度控制质量，4米深度范围内的压实度要求达到93%，场地平整范围内压实度要求达到90%。

3、每遍强夯时间间隔为不小于7天。

4、强夯质量要求为不小于12吨。

5、强夯影响范围为15米，注意周边15米内对建筑物的影响。

6、做好强夯作业区周边片石盲沟，保证排水畅通。

3.3、施工方案

1、强夯施工流程图

确定夯击参数

达到要求

达到要求

不合格

合格

2、施工方案及主要事项

2、1试夯

在应经碾压整平的场地内做好周边片石盲沟排水沟，在施工场地内选择一块有代表性的地段作为试夯区，面积200m²，以检验设备及夯击能是否满足要求，确定强夯处理的施工工艺；夯点布置为梅花形，间距5米，夯击能为2000KN.M，布置如下图：

6*5米

　 ① ① ① ① ① ① ①

② ② ② ② ② ② ②

① ① ① ① ① ① ①

② ② ② ② ② ② ② 2*5米

① ① ① ① ① ① ①

② ② ② ② ② ② ②

强夯梅花型布置点位图

点夯夯锤重量选择为16吨，直径2.35米，底面积4.35平方米，夯锤落高最高为13.7米，单点最大夯击能为2200KN.M。

夯击就位时选择场地较为平坦的地方安放，确保机械施做时正常运行，点夯时由专人指挥夯锤的起落，夯锤初始落距以10米开始试夯；做好周围安全警示标志，夯锤落下后如出现斜歪情况后及时回填土方调整夯锤，待起落正常后提升落锤高度至12米。现场技术员测量每次夯锤落距，夯锤下沉深度、周边土体隆起高度、做好记录，待到达最后2击夯沉量之差小于5厘米时停止夯击，记录单点夯击次数。

根据试夯测量数据，绘制夯击次数与沉降量关系曲线，保证土体竖向位移达到最大以及横向位移为最小值，进而确定全面夯击时夯锤落距、单点夯击次数等技术参数，为后续工作做指导。

2.2夯点布设

根据业主提供的测量控制桩（XY及标高），计算出场地纵横两向控制线的方位角，以控制桩之一为基准建立工程坐标系，工程坐标的纵横轴分别与场地控制线平行，工程坐标建立时应按测量操作规程施工，并按测量复核制度进行复核。

根据工程坐标与原坐标的关系计算出平面图中各点的工程坐标值，然后利用全站仪将各点测放定位，并在场地外设置施工保护桩。控制桩应在四周浇筑25厘米厚C20砼固定，并设置围栏保护，以免在施工过程中受到干扰破坏。

按照设计要求全面布设夯点，间距5米*5米，梅花形布设，同时做好点位点号记录。用白灰圈做好明显的标示，点位轴线用木桩标记，如需要点位可用红色塑料袋标示。强夯区域周边做好施工警戒，由专人巡视。

2.3强夯施工

根据试夯得出的经验数据参考，做好施工安排，点夯采取跳跃式夯击，流水式作业。尽量保证第一遍强夯完成后紧接着进行第二遍强夯施工，以满足施工工期要求。

强夯注意事项：

1)夯击点偏差不大于5厘米；

2)强夯机械起重臂杆部设置防止落锤时机架倾斜的辅助装置，配备自动脱钩装置。

3)夯击锤设置两个排气孔，保证通气畅通，以利于夯击时空气排出和减少起锤时的吸力；

4)强夯过程中，严格按照规定和统一表格记录每一夯点的夯击过程的施工情况。每夯击一击均需用水准仪测出夯击点的沉降量，每次测量时塔尺应位于夯锤正中位置。

5)当夯坑周边隆起时，应在夯点收锤时测量记录隆起量。

6)强夯施工时要切实注意安全，有专人统一指挥机台作业。夯击时所有人员应退至安全线外，各种机械设备施工前认真检查，确保性能良好。

2.4满夯施工

满夯施工用锤直径3米，夯击能500KN.M。满夯施工要点：满夯按锤印搭接1/3夯锤直径，每次2击，对局部地址较差的部位，可以增加满夯一遍，保证施工质量。

3.5施工监测

满夯施工完成后，立即用推土机整平，可以用压路机碾压一遍，请专业检测单位进行竣工检测，检测满足压实度不小于93%，回填区域压实度不小于90%。

四、结论

根据场地环境，觉得满夯与点夯是比较适合此项目的地基处理要求，可以很好的增加地基承载力，又经济的一种方案。日益发展的工程项目中，遇到各种各样的地基问题需要处理，我们要根据实际情况切实的去选取处理方案，才能更好的解决问题。

[参考文献]

1. 《地基处理手册》（第二版），中国建筑工业出版社，2000年8月；

2. 《工程地质手册》（第三版），中国建筑工业出版社，1992年2月；

3. 刘松玉，《公路地基处理》，东南大学出版社，2001年1月。

4. 殷宗泽、龚晓南，《地基处理工程实例》，中国水利水电出版社，2000年7月。

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