浅议强夯法对杂填土地基的适宜性

浅议强夯法对杂填土地基的适宜性

祁金牛

天水建筑设计院有限公司           甘肃省天水市             741000

摘要：本文通过对甘肃天水海林中科科技股份有限公司搬迁改造产业技术升级项目1#、2#厂房的岩土工程勘察、地基处理、地基检测结果的综合评价，讨论强夯法对杂填土地基的处理效果。

关键词：   强夯    地基处理   地基检测

一、工程概况：

甘肃海林中科科技股份有限公司搬迁改造产业技术升级项目位于天水市麦积区天水经济技术开发区社棠工业园，润天大道以北，星火机床厂以东，环境优美，交通便利。项目由1#厂房（精装分厂、精品分厂）和2#厂房(装配分厂、成品库房、综合库房、轮毂分厂)2幢1层厂房构成，长168m，宽135m，结构型式为钢结构，总建筑面积47889㎡。场地所在区属温带半湿润气候区，年平均气温10.9℃，地面最大冻结深度0.61m，多年平均降水量551.7mm。场地地貌单元属渭河北岸I级阶地。

二、岩土工程勘察

经勘察单位对1#、2#厂房所在位置进行岩土工程勘察，建筑场地地层在勘探深度范围内自上而下依次划分为杂填土层①、粉质粘土层②、粉细砂层③、粗砾砂层④、圆砾层⑤、粉质粘土层⑥、砂土层⑦和圆砾层⑧。其中杂填土层①厚度8.30m～12.10m, 成分以粉质粘土为主，混有煤渣、砖块、混凝土碎块等建筑垃圾，稍密，稍湿，坚硬～硬塑～可塑（底部），结构杂乱，土质不均匀，标准贯入试验锤击数介于2.0～20.0击，平均值6.8击。勘察期间地下水水位埋深4.10～11.10m，水位标高1059.54～1060.78m场地典型地质剖面见表一、地基承载力和变形参数见表二：

地基土承载力和变形参数一览表 　              表三

综合考虑场地地质情况、厂房构造特点及经济性，勘察单位建议拟建厂房采用强夯法进行处理，处理下限深度为杂填土层①层底，而后以人工换填地基为持力层，采用浅基础（独立基础或条形基础）。

三、地基处理

设计显示，本工程采用柱下独立基础，以处理后的地基土为持力层。场地采用强夯夯击能8000KN·M进行强夯处理；然后开挖至基础底面标高下0.6m处，用0.5m厚三七灰土垫层换填至基础设计标高；灰土垫层超出基础外边0.6m。如现场锤击后场地地坪低于基础底面设计标高，需在锤击坑内先用素土分层压实回填至基础底标高下0.6m处，压实系数不小于0.96，然后再用三七灰土回填至设计基底标高，压实系数不小于0.97。

强夯地基设计要求强夯有效加固深度10m，场地平整地面设计标高以下深度6m范围内地基承载力特征值≥150kPa，压实系数≥0.95，。

四、地基检测

检测单位对地基承载力进行检测，在1#、2#厂房场地强夯范围内基础范围内选取4个试验点进行平板静载荷试验，根据强夯地基承载力特征值fak不小于150KPa的设计要求，结合场地地质条件，试验最大预估加载320KPa，采用慢速维持荷载法加荷，加荷分级8级，每级加载40KPa。采用压重平台反力装置，承压板采用面积为2.0 m2圆形硂制承压板，用油压千斤顶分级加载，设置4个大量程百分表进行沉降观测。

经现场检测，最大沉降量22.63mm, P～S曲线形态分析，各试验点P～S曲线形态呈缓变型，且在线性变形段内，曲线无陡降点，按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）附录A的规定，取各试验点P～S曲线上s/b=0.01所对应的荷载值且不大于1/2最大加载量作为该试验点的地基承载力特征值，则各试验点的地基承载力特征值fak均为160.0KPa。满足极差不超过其平均值30%的要求，取其平均值160KPa为甘肃海林中科科技股份有限公司搬迁改造升级项目1#、2#厂房强夯地基承载力特征值，满足fak≥150KPa的设计要求。典型P～S曲线见表四：

根据地基检测结果，强夯法对于处理深度10m以内的杂填土效果很好，不论基均匀性、或是承载力，都能较好满足要求。但强夯方法也有明显的缺点:

①空气污染。强夯法施工时，不仅要对灰土施工材料进行运输，还要对施工现场展开平整处理、修建临时交通道路，此类行为都会引起扬尘，如果长时间没有应对，则会造成周围环境的大气固体颗粒含量超标，引发大气污染，会对在场施工人员和附近民众的健康造成负面作用。同时，采用强夯法处理地基时会产生明显的振动效应，容易诱发周边地质结构变动，严重者会造成周边建筑物基础的沉陷或倾斜。

②噪声污染。噪声是强夯法施工中最严重的问题，尤其在城市中心施工时，这些噪声会严重扰乱市民的工作和生活，甚至损失民众的听力系统，故强夯法主要适用于城市郊区。