廈門市環(huán)東海域吹填砂造地地基強夯加固處理的實踐與研究一、引言1.1研究背景與意義隨著城市化進程的加速和土地資源的日益緊張，填海造地工程在沿海地區(qū)得到了廣泛開展，為城市發(fā)展提供了寶貴的土地資源。廈門市環(huán)東海域作為城市發(fā)展的重要區(qū)域，吹填砂造地工程在此大規(guī)模實施。環(huán)東海域憑借其獨特的地理位置，在廈門城市發(fā)展戰(zhàn)略中占據(jù)著舉足輕重的地位，被定位為集居住、商業(yè)、旅游、產(chǎn)業(yè)于一體的綜合性發(fā)展區(qū)域。通過吹填砂造地，這里得以拓展城市空間，承載更多的城市功能，對推動廈門經(jīng)濟社會發(fā)展意義重大。然而，吹填形成的地基往往存在諸多問題。由于吹填砂的顆粒組成和堆積方式，其天然狀態(tài)下結(jié)構(gòu)松散，孔隙率較大，導致地基承載力較低。在承受上部荷載時，容易產(chǎn)生較大的沉降和變形，無法滿足各類工程建設(shè)的要求。而且，吹填砂地基的均勻性較差，不同區(qū)域的物理力學性質(zhì)存在差異，這也給工程建設(shè)帶來了不確定性和風險。強夯加固處理作為一種有效的地基處理方法，在提升地基穩(wěn)定性方面具有顯著優(yōu)勢。強夯法通過將重錘從高處自由落下，對地基土施加強大的沖擊能，使土體中的孔隙被壓縮，土顆粒重新排列，從而提高地基土的強度和密實度。這不僅能夠有效增加地基的承載力，還能顯著降低地基的沉降量，增強地基的穩(wěn)定性。在環(huán)東海域吹填砂造地工程中，采用強夯加固處理，能夠滿足工程建設(shè)對地基的嚴格要求，為后續(xù)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)、產(chǎn)業(yè)布局等提供堅實可靠的基礎(chǔ)。同時，合理應(yīng)用強夯技術(shù)還可以提高土地的利用效率，降低工程建設(shè)成本，具有重要的經(jīng)濟和社會效益，對保障環(huán)東海域開發(fā)建設(shè)的順利進行和可持續(xù)發(fā)展起著關(guān)鍵作用。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀強夯加固處理技術(shù)自20世紀60年代末由法國Menard技術(shù)公司發(fā)明以來，在國內(nèi)外得到了廣泛的研究與應(yīng)用。國外在強夯加固處理技術(shù)方面的研究起步較早，法國、美國、日本等國家在強夯加固機理、施工工藝、設(shè)備研發(fā)等方面取得了諸多成果。在加固機理研究上，法國的Menard提出了動力固結(jié)理論，認為強夯過程中土體經(jīng)歷了強制壓縮、局部液化、滲透固結(jié)和觸變恢復四個階段，為強夯加固機理的研究奠定了基礎(chǔ)。美國學者通過大量的現(xiàn)場試驗和數(shù)值模擬，對強夯過程中土體的應(yīng)力應(yīng)變分布、孔隙水壓力變化等進行了深入分析，進一步完善了強夯加固機理。日本則在強夯設(shè)備的研發(fā)和改進方面取得了顯著成就，研發(fā)出了高精度、高效率的強夯設(shè)備，提高了強夯施工的質(zhì)量和效率。國內(nèi)對強夯加固處理技術(shù)的研究始于20世紀70年代，經(jīng)過多年的發(fā)展，在理論研究和工程實踐方面都取得了豐碩的成果。眾多學者和工程技術(shù)人員針對不同類型的地基土，開展了大量的現(xiàn)場試驗和室內(nèi)研究，深入分析了強夯加固處理的效果和影響因素。在吹填砂土地基強夯加固處理方面，國內(nèi)也有不少研究成果。一些學者通過現(xiàn)場試驗，研究了不同夯擊能、夯擊次數(shù)、夯點間距等參數(shù)對吹填砂土地基加固效果的影響，得出了一些具有工程指導意義的結(jié)論。例如，通過試驗發(fā)現(xiàn)，隨著夯擊能的增加，地基的有效加固深度和承載力顯著提高，但當夯擊能超過一定值后，加固效果的提升不再明顯，反而可能導致土體的過度擾動。同時，夯擊次數(shù)和夯點間距也需要根據(jù)地基土的性質(zhì)和工程要求進行合理選擇，以達到最佳的加固效果。此外，一些研究還關(guān)注了強夯加固處理過程中的環(huán)境影響問題，如振動、噪聲等對周邊建筑物和居民生活的影響，并提出了相應(yīng)的控制措施。在工程實踐中，國內(nèi)許多沿海地區(qū)的吹填砂造地工程都成功應(yīng)用了強夯加固處理技術(shù)，如天津濱海新區(qū)、上海臨港新城等，積累了豐富的工程經(jīng)驗。然而，現(xiàn)有研究仍存在一些不足之處。一方面，雖然對強夯加固處理的機理有了一定的認識，但對于復雜地質(zhì)條件下吹填砂土地基的強夯加固機理，如含有淤泥夾層或其他特殊地質(zhì)構(gòu)造的吹填砂土地基，還需要進一步深入研究。另一方面，目前的研究主要集中在強夯參數(shù)對地基加固效果的影響上，而對于強夯施工過程中的實時監(jiān)測和質(zhì)量控制技術(shù)的研究相對較少，難以實現(xiàn)對強夯施工質(zhì)量的有效把控。同時，不同地區(qū)的吹填砂土地基性質(zhì)差異較大，現(xiàn)有的研究成果在推廣應(yīng)用時存在一定的局限性，需要結(jié)合具體工程實際進行進一步的驗證和調(diào)整。在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程中，由于其獨特的地質(zhì)條件和工程要求，現(xiàn)有的研究成果不能完全滿足工程需求。因此，有必要針對該區(qū)域的吹填砂土地基特性，開展深入的研究，優(yōu)化強夯加固處理方案，提高地基處理效果，為工程建設(shè)提供可靠的技術(shù)支持。1.3研究方法與創(chuàng)新點本研究綜合運用多種研究方法，旨在深入剖析廈門市環(huán)東海域吹填砂造地地基強夯加固處理的關(guān)鍵問題。文獻研究法是本研究的基礎(chǔ)。通過廣泛查閱國內(nèi)外關(guān)于強夯加固處理技術(shù)的相關(guān)文獻，包括學術(shù)論文、研究報告、工程案例等，全面了解強夯技術(shù)的發(fā)展歷程、加固機理、施工工藝以及應(yīng)用現(xiàn)狀。梳理不同學者對強夯技術(shù)在吹填砂土地基處理中的研究成果和觀點，分析現(xiàn)有研究的不足與空白，為本研究提供堅實的理論支撐和研究思路。案例分析法也是重要的研究手段。對國內(nèi)外多個類似地質(zhì)條件和工程要求下的吹填砂土地基強夯加固處理案例進行深入分析，對比不同案例中強夯參數(shù)的選擇、施工工藝的應(yīng)用以及加固效果的評估。總結(jié)成功經(jīng)驗和失敗教訓，從中獲取對廈門市環(huán)東海域工程具有借鑒意義的信息，為優(yōu)化本工程的強夯加固方案提供參考?，F(xiàn)場監(jiān)測法是本研究的核心方法之一。在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程現(xiàn)場，設(shè)置多個監(jiān)測點，對強夯施工過程中的各項參數(shù)進行實時監(jiān)測。利用高精度的監(jiān)測儀器，如孔隙水壓力計、加速度傳感器、水準儀等，獲取強夯施工過程中地基土的孔隙水壓力變化、土體振動加速度、夯沉量等數(shù)據(jù)。這些實時監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠直觀反映強夯施工對地基土的作用效果，為分析強夯加固機理和調(diào)整施工參數(shù)提供第一手資料。本研究在以下方面具有創(chuàng)新之處：在強夯參數(shù)優(yōu)化方面，突破傳統(tǒng)經(jīng)驗設(shè)計方法，結(jié)合環(huán)東海域吹填砂土地基的獨特特性，運用數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗相結(jié)合的方法，對夯擊能、夯擊次數(shù)、夯點間距等關(guān)鍵參數(shù)進行多方案對比分析。建立考慮土體非線性特性和強夯動力作用的數(shù)值模型，模擬不同參數(shù)組合下強夯加固效果，再通過現(xiàn)場試驗進行驗證和調(diào)整，從而確定出最適合該區(qū)域的強夯參數(shù)，提高地基加固效果和工程經(jīng)濟效益。在強夯加固效果評估方面，創(chuàng)新評估方法，綜合運用多種檢測手段和評價指標。除了傳統(tǒng)的原位測試和室內(nèi)土工試驗外，引入先進的無損檢測技術(shù)，如瑞雷波法、瞬態(tài)面波法等，對地基加固深度和均勻性進行快速、準確的檢測。同時，建立基于多指標的綜合評價體系，將地基承載力、變形模量、密實度、加固深度均勻性等指標納入評價體系，運用層次分析法、模糊綜合評價法等數(shù)學方法，對強夯加固效果進行全面、客觀、定量的評價，為工程驗收和質(zhì)量控制提供科學依據(jù)。在強夯施工過程控制方面，引入信息化施工技術(shù)，實現(xiàn)強夯施工的智能化管理。利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，構(gòu)建強夯施工信息化管理平臺，將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)焦芾砥脚_，進行數(shù)據(jù)分析和處理。通過建立施工參數(shù)預警模型，對強夯施工過程中的異常情況進行及時預警，實現(xiàn)對施工過程的動態(tài)監(jiān)控和調(diào)整，確保強夯施工質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。二、工程概況與地質(zhì)條件2.1廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程概述廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程位于廈門島北部，地處同安灣與翔安灣之間，涵蓋同安區(qū)、翔安區(qū)部分海域。該工程規(guī)模宏大，規(guī)劃造地面積達數(shù)十平方公里，是廈門城市拓展空間、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局的關(guān)鍵舉措。工程通過從周邊海域抽取海砂，利用專業(yè)疏浚設(shè)備進行吹填作業(yè)，將原本的海域轉(zhuǎn)變?yōu)殛懙?，為后續(xù)的城市建設(shè)提供土地資源。其目的在于緩解廈門市土地資源緊張的局面，滿足城市快速發(fā)展對空間的迫切需求。在區(qū)域發(fā)展中，這片新造土地承載著重要使命。它被規(guī)劃為集高端居住、現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)、科技創(chuàng)新、旅游休閑等多功能于一體的綜合性區(qū)域。在居住方面，規(guī)劃建設(shè)高品質(zhì)住宅小區(qū)，吸引人口集聚，提升居民生活品質(zhì)；產(chǎn)業(yè)上，重點引進高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，如電子信息、生物醫(yī)藥、金融服務(wù)等，打造產(chǎn)業(yè)集群，推動經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級；科技創(chuàng)新領(lǐng)域，布局科研機構(gòu)和創(chuàng)新孵化平臺，培育創(chuàng)新生態(tài)，提升城市創(chuàng)新能力；旅游休閑方面，依托濱海優(yōu)勢，建設(shè)濱海公園、度假酒店等，發(fā)展濱海旅游，豐富城市旅游產(chǎn)品。吹填砂土地基處理十分必要。剛吹填形成的砂土地基，顆粒松散，排列無序，孔隙較大。這種結(jié)構(gòu)使得地基的密實度低，承載能力弱，難以承受后續(xù)建設(shè)中各類建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施的重量。例如，在進行高層建筑建設(shè)時，地基可能因無法承受上部荷載而產(chǎn)生過度沉降、傾斜甚至坍塌等嚴重問題，威脅建筑物的安全和正常使用。而且，吹填砂土地基的不均勻性明顯，不同區(qū)域的砂粒級配、含水量等存在差異，導致地基在不同位置的力學性質(zhì)不一致。在同一建筑場地內(nèi)，可能會出現(xiàn)部分區(qū)域沉降較大，而部分區(qū)域沉降較小的情況，這會使建筑物產(chǎn)生不均勻沉降，引發(fā)墻體開裂、地面隆起或凹陷等問題，影響建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用功能。此外，未經(jīng)處理的吹填砂土地基在遇到地震等自然災(zāi)害時，容易發(fā)生砂土液化現(xiàn)象，地基喪失承載能力，造成嚴重的工程事故。因此，為確保后續(xù)工程建設(shè)的安全和穩(wěn)定，必須對吹填砂土地基進行有效的加固處理。2.2場地地質(zhì)條件分析在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程場地內(nèi)，巖土層分布呈現(xiàn)出較為復雜的特征。自上而下，主要包括新近吹填的砂土層，其下依次為淤泥混砂層、砂混淤泥層、粉質(zhì)粘土層、中粗砂層、圓礫層、礫砂層以及殘積砂質(zhì)粘性土層。新近吹填的砂土層厚度一般在5-7米左右，主要由礫砂組成，顆粒較粗。這些砂粒在吹填過程中隨機堆積，結(jié)構(gòu)松散，孔隙率較大。顆粒間的排列不夠緊密，存在較多的孔隙空間，使得土體的密實度較低。在這種狀態(tài)下，地基的承載能力較弱，難以承受較大的上部荷載。通過現(xiàn)場標準貫入試驗檢測得知，該吹填砂土層的標準貫入擊數(shù)較低，一般在5-10擊之間，這表明土體處于松散狀態(tài)，力學性質(zhì)較差。而且，吹填砂土層的不均勻性明顯，不同區(qū)域的砂粒級配存在差異，導致地基在水平方向上的力學性質(zhì)不一致。下伏的淤泥混砂層和砂混淤泥層，厚度通常在1.5-2.5米之間。淤泥混砂層呈灰黑色，處于飽和狀態(tài)，呈流塑狀，伴有腥臭味。主要由粘粒組成，含有10%-30%的中粗砂以及少量有機物。砂混淤泥層的性質(zhì)與之類似，只是砂和淤泥的比例有所不同。這些淤泥質(zhì)土層含水量高，壓縮性大，抗剪強度低。由于其高含水量，土體處于軟塑或流塑狀態(tài)，在受力時容易產(chǎn)生較大的變形。通過室內(nèi)土工試驗測定，淤泥混砂層的含水量高達50%-70%，壓縮系數(shù)大于0.5MPa?1，抗剪強度指標內(nèi)摩擦角一般在5°-10°之間，粘聚力在5-10kPa左右。這種特性使得下伏淤泥層在地基受力時，容易產(chǎn)生較大的沉降和側(cè)向變形，對地基的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。在建筑物荷載作用下，淤泥層可能會發(fā)生壓縮變形，導致地基沉降過大，影響建筑物的正常使用。而且，淤泥層的抗剪強度低，在受到水平荷載或地震力作用時，容易發(fā)生剪切破壞，引發(fā)地基失穩(wěn)。粉質(zhì)粘土層厚度相對較大，一般在3-8米左右，呈灰白、褐黃色，可塑為主。該層土的物理力學性質(zhì)相對較好，含水量適中，壓縮性中等，抗剪強度較高。通過室內(nèi)試驗測定，其含水量在25%-35%之間，壓縮系數(shù)在0.1-0.3MPa?1之間，內(nèi)摩擦角在15°-25°之間，粘聚力在20-50kPa左右。中粗砂層、圓礫層、礫砂層以及殘積砂質(zhì)粘性土層埋深較深，力學性質(zhì)良好，強度高、壓縮性低，工程性能穩(wěn)定，能夠為地基提供較好的持力層。吹填砂土層及下伏淤泥層對地基穩(wěn)定性的影響顯著。吹填砂土層的松散結(jié)構(gòu)和低承載能力，使其在承受上部荷載時，容易產(chǎn)生較大的沉降和變形。在建造高層建筑時，吹填砂土地基可能因無法承受巨大的垂直荷載而發(fā)生過度沉降，導致建筑物傾斜甚至倒塌。而且，由于其不均勻性，地基在不同位置的沉降量可能不同，引發(fā)建筑物的不均勻沉降，使建筑物結(jié)構(gòu)受到破壞，出現(xiàn)墻體開裂、地面隆起或凹陷等問題。下伏淤泥層的高含水量、大壓縮性和低抗剪強度，進一步加劇了地基的不穩(wěn)定性。在地基受力過程中，淤泥層會產(chǎn)生較大的壓縮變形，增加地基的沉降量。其低抗剪強度使得地基在受到水平荷載或地震力作用時，容易發(fā)生剪切破壞，導致地基失穩(wěn)。在地震發(fā)生時，淤泥層可能會發(fā)生液化現(xiàn)象，地基喪失承載能力，造成嚴重的工程事故。因此，在進行地基處理時，必須充分考慮吹填砂土層及下伏淤泥層的特性，采取有效的加固措施，提高地基的穩(wěn)定性和承載能力。三、強夯加固原理與設(shè)計理論3.1強夯加固原理強夯法的加固原理基于動力固結(jié)理論，這一理論由法國的Menard提出，是理解強夯法對地基土作用機制的關(guān)鍵。在強夯過程中，通過將重錘從高處自由落下，使夯錘的重力勢能轉(zhuǎn)化為強大的沖擊動能。當夯錘沖擊地基土時，這部分沖擊動能以波的形式在地基土中傳播，包括壓縮波（P波）、剪切波（S波）和瑞利波（R波）。P波首先到達，它使土體產(chǎn)生拉壓作用，導致土體中的孔隙水瞬間匯集，從而降低地基土的抗剪強度，不過P波攜帶的能量僅占總能量的約7%。隨后到達的S波攜帶約26%的能量，它會破壞土體結(jié)構(gòu)，使土顆粒之間的原有排列方式被打亂。最后到達的瑞利波攜帶近70%的能量，能在夯擊點附近引起地面隆起。在這些波的綜合作用下，地基土經(jīng)歷了一系列復雜的物理變化過程。夯擊能量轉(zhuǎn)化與土體壓縮振密是強夯過程的起始階段。隨著夯錘的沖擊，土體中的空氣和氣體迅速被排出，孔隙體積減小，土顆粒在沖擊力的作用下重新排列并相互靠攏，使得土體得到強制壓縮或振密。這一過程在處理多孔隙、粗顆粒、非飽和土時效果尤為顯著，因為這類土中的氣相更容易被擠出，從而使土體的密實度迅速提高，地基土的強度也隨之增強。在處理粗砂地基時，經(jīng)過強夯后，砂土的孔隙率明顯降低，密實度增加，標準貫入擊數(shù)大幅提高，地基承載力顯著增強。土體液化與結(jié)構(gòu)破壞是強夯過程中的一個重要階段。對于飽和細顆粒土，在強大的沖擊能量作用下，孔隙水壓力急劇上升。當孔隙水壓力上升到與覆蓋壓力相等時，土體發(fā)生局部液化，土的抗剪強度喪失，土體結(jié)構(gòu)被破壞。在這個階段，土體的強度暫時降低，呈現(xiàn)出類似液體的流動狀態(tài)。然而，這種液化和結(jié)構(gòu)破壞并非是負面的，它為后續(xù)的排水固結(jié)和土體結(jié)構(gòu)重塑創(chuàng)造了條件。在處理飽和粉質(zhì)粘土時，強夯過程中會出現(xiàn)土體液化現(xiàn)象，原本緊密的土體結(jié)構(gòu)被破壞，但隨著孔隙水的排出和土體的重新固結(jié)，土體的力學性質(zhì)得到了改善。排水固結(jié)壓密階段緊隨土體液化與結(jié)構(gòu)破壞之后。在土體液化和結(jié)構(gòu)破壞后，土體的滲透性能發(fā)生改變，孔隙水開始逐漸排出。隨著孔隙水的排出，土體逐漸固結(jié)壓密，土顆粒之間的接觸更加緊密，有效應(yīng)力增加，土體強度逐步提高。在這個過程中，土體的變形逐漸穩(wěn)定，地基的承載能力進一步增強。為了加速排水固結(jié)過程，在一些工程中會設(shè)置排水砂井或塑料排水板等豎向排水體，以提高孔隙水的排出速度，縮短強夯加固的時間。觸變恢復并伴隨固結(jié)壓密是強夯加固的最后階段。在靜置一段時間后，土顆粒之間的吸附力逐漸恢復，部分自由水又轉(zhuǎn)變?yōu)楸∧に恋挠|變性恢復。同時，土體繼續(xù)固結(jié)壓密，土的強度繼續(xù)提高，地基土達到更加穩(wěn)定的狀態(tài)。在這個階段，地基土的物理力學性質(zhì)得到了全面的改善，能夠滿足工程建設(shè)對地基承載力和穩(wěn)定性的要求。經(jīng)過強夯加固后的地基，在經(jīng)過一段時間的觸變恢復后，其壓縮模量顯著增大，沉降量明顯減小，能夠為建筑物提供堅實可靠的基礎(chǔ)。3.2強夯設(shè)計理論與參數(shù)確定有效加固深度是強夯設(shè)計中的關(guān)鍵參數(shù)，它直接關(guān)系到地基處理的效果和工程的安全性。其確定方法主要有理論公式計算和現(xiàn)場試夯兩種。理論公式計算中，Menard公式被廣泛應(yīng)用，其表達式為H=\alpha\sqrt{Wh}，其中H為有效加固深度（m），\alpha為修正系數(shù)，取值范圍通常在0.35-0.8之間，具體取值需根據(jù)地基土的性質(zhì)、夯錘形狀、錘底面積等因素綜合確定，W為夯錘重量（kN），h為落距（m）。該公式基于強夯加固的基本原理，通過考慮夯錘的重量和落距來估算有效加固深度。但由于實際工程中地基土的性質(zhì)復雜多變，影響因素眾多，該公式存在一定的局限性，計算結(jié)果往往與實際情況存在偏差。為了更準確地確定有效加固深度，現(xiàn)場試夯是必不可少的環(huán)節(jié)。在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程中，選取了具有代表性的場地進行試夯。通過在試夯區(qū)域布置不同深度的監(jiān)測點，采用靜力觸探、標準貫入試驗等原位測試手段，獲取夯后地基土在不同深度的力學指標。對比夯前和夯后的數(shù)據(jù)，根據(jù)地基土的強度和變形指標達到設(shè)計要求的深度來確定有效加固深度。通過現(xiàn)場試夯確定的有效加固深度更加符合實際工程情況，能夠為強夯設(shè)計提供可靠的依據(jù)。夯錘和落距的選擇直接影響夯擊能的大小，進而影響強夯加固效果。夯錘重量一般在10-40t之間，對于廈門市環(huán)東海域的吹填砂土地基，考慮到砂土層較厚且顆粒較粗，為了使夯擊能量能夠有效傳遞到深層土體，選擇較重的夯錘更為合適，可選用20-30t的夯錘。落距則根據(jù)所需的夯擊能和場地條件來確定，一般不宜小于8m。為了使夯錘的能量能夠充分發(fā)揮，落距應(yīng)保證夯錘在自由下落過程中獲得足夠的速度，從而產(chǎn)生較大的沖擊動能。在實際施工中，可根據(jù)試夯結(jié)果對夯錘重量和落距進行調(diào)整，以達到最佳的加固效果。夯擊點布置形式對地基加固的均勻性有重要影響。常見的布置形式有等邊三角形、等腰三角形和正方形。在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程中，對于大面積的場地，為了保證地基加固的均勻性，采用等邊三角形布置形式。這種布置形式能夠使夯擊能量在地基中較為均勻地分布，避免出現(xiàn)加固盲區(qū)。第一遍夯擊點間距一般取夯錘直徑的2.5-3.5倍，對于處理深度較深或單擊夯擊能較大的工程，第一遍夯擊點間距宜適當增大，可取值5-9m。這樣可以使夯擊能量能夠更好地向深部傳遞，提高深層土體的加固效果。后續(xù)遍數(shù)的夯擊點間距可適當減小，以進一步加密土體，提高地基的密實度。夯擊擊數(shù)與遍數(shù)的確定需要綜合考慮多種因素。夯擊擊數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線來確定，同時需滿足以下條件：最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm，當單擊夯擊能量較大時不大于100mm，以確保土體達到足夠的密實度；夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起，避免土體過度擾動；不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難，保證施工的順利進行。在廈門市環(huán)東海域工程中，通過試夯發(fā)現(xiàn)，對于吹填砂土地基，一般每遍夯擊6-8擊較為合適。夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，一般情況下，可采用2-3遍，最后再以低能量夯擊一遍。對于廈門市環(huán)東海域的吹填砂土地基，由于其滲透性較好，可采用2遍點夯加1遍滿夯的方式。第一遍點夯采用較大的夯擊能，使夯擊能量能夠深入到地基深部，對深層土體進行加固；第二遍點夯在第一遍夯擊點之間進行插點夯擊，進一步加密土體；最后一遍滿夯采用低能量，對地基表層進行夯實，使地基表面更加平整，提高地基的整體性。兩遍間隔時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間。對于廈門市環(huán)東海域的吹填砂土地基，其滲透性較好，超靜孔隙水壓力消散較快，兩遍間隔時間可適當縮短，一般1-2周即可。在間隔時間內(nèi)，土體中的孔隙水壓力逐漸消散，有效應(yīng)力增加，土體強度得到恢復和提高。通過合理控制兩遍間隔時間，可以避免在孔隙水壓力未消散時進行下一遍夯擊，導致土體出現(xiàn)液化或強度降低等問題，保證強夯加固效果的穩(wěn)定性和可靠性。四、強夯加固處理施工過程4.1施工前準備工作施工前，場地清理與平整是基礎(chǔ)且關(guān)鍵的步驟。需全面清除場地內(nèi)的雜草、垃圾、雜物以及障礙物，這些雜物的存在會影響強夯施工設(shè)備的正常運行，阻礙夯錘自由下落，導致夯擊能量無法有效傳遞至地基土，降低強夯加固效果。比如雜草和垃圾可能會在夯擊過程中被卷入地基土，改變地基土的成分和結(jié)構(gòu)，影響地基的穩(wěn)定性。對于表層的松散土層，要進行壓實處理，以提高地基的初始承載能力，確保施工設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程中，采用大型推土機和壓路機進行場地清理和平整作業(yè)，推土機將場地內(nèi)的雜物推至指定位置集中清理，壓路機對表層松散砂土層進行多次碾壓，使場地平整度達到設(shè)計要求，為后續(xù)強夯施工創(chuàng)造良好條件。地下管線和障礙物的排查工作至關(guān)重要。在強夯施工前，應(yīng)通過查閱相關(guān)資料、現(xiàn)場勘察以及使用地下管線探測儀等手段，詳細查明場地內(nèi)地下管線（如供水、排水、燃氣、電力、通信等管線）和障礙物（如舊基礎(chǔ)、古墓、地下構(gòu)筑物等）的位置、走向、埋深等信息。一旦在強夯施工中破壞地下管線，不僅會導致停水、停電、停氣等事故，影響周邊居民的正常生活和生產(chǎn)，還可能引發(fā)安全事故，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。對于查明的地下管線和障礙物，應(yīng)采取有效的保護或拆除措施。若無法拆除，需采取加固、遷移等保護措施，確保其在強夯施工過程中不受損壞。在某工程中，通過精確探測，發(fā)現(xiàn)場地內(nèi)存在一條重要的燃氣管道，施工方與燃氣公司密切合作，對管道進行了加固和防護，并在施工過程中進行實時監(jiān)測，確保了管道安全。測量放線工作是確定強夯施工位置和范圍的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)設(shè)計圖紙，使用全站儀、水準儀等測量儀器，準確測設(shè)出強夯施工區(qū)域的邊界線和夯點位置，并設(shè)置明顯的標志。測量放線的精度直接影響強夯施工的質(zhì)量和效果，若夯點位置偏差過大，會導致地基加固不均勻，影響地基的承載能力和穩(wěn)定性。在廈門市環(huán)東海域工程中，測量人員嚴格按照設(shè)計要求進行測量放線，對每個夯點的位置進行多次復核，確保其偏差控制在允許范圍內(nèi)。同時，在施工區(qū)域周邊設(shè)置永久性的測量控制點，以便在施工過程中對夯點位置和場地高程進行實時監(jiān)測和調(diào)整。試驗性強夯是確定強夯施工參數(shù)和檢驗加固效果的重要手段。在正式施工前，應(yīng)選取具有代表性的場地進行試夯，試夯面積不宜小于500平方米。通過試夯，確定最佳的夯擊能、夯擊次數(shù)、夯點間距、夯擊遍數(shù)等施工參數(shù)。在試夯過程中，要對各項參數(shù)進行詳細記錄，并通過現(xiàn)場監(jiān)測和檢測手段，如孔隙水壓力監(jiān)測、夯沉量測量、地基承載力檢測等，分析強夯施工對地基土的加固效果。根據(jù)試夯結(jié)果，對施工參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，為正式施工提供科學依據(jù)。在某吹填砂土地基強夯工程中，通過試夯發(fā)現(xiàn)，原設(shè)計的夯擊能較小，無法達到預期的加固深度，經(jīng)過調(diào)整夯擊能和其他參數(shù)后，地基加固效果顯著提高。4.2強夯施工工藝與流程強夯施工工藝流程是確保地基加固效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涵蓋了從點夯到滿夯的一系列精細操作，每個步驟都需嚴格遵循規(guī)范，以保障施工質(zhì)量和地基的穩(wěn)定性。點夯施工是強夯加固的核心階段，采用帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機，配備符合設(shè)計要求重量和直徑的夯錘。在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程中，選用25t以上的履帶式起重機，以確保能夠提供足夠的起吊能力，將夯錘提升至預定高度。夯錘重20-30t，底面采用圓形，錘底面積根據(jù)地基土性質(zhì)確定，一般為4-6平方米，這種設(shè)計有助于均勻傳遞夯擊能量，使地基土在各個方向上都能得到有效加固。錘底對稱設(shè)置若干個上下貫穿的排氣孔，孔徑為300-400mm，排氣孔的作用是在夯擊過程中，使錘底與地基土之間的空氣能夠迅速排出，避免產(chǎn)生氣墊效應(yīng)，影響夯擊效果。施工時，起重機將夯錘起吊至預定高度，然后開啟脫鉤裝置，使夯錘自由下落，對地基土進行夯擊。在某工程點夯施工中，將夯錘起吊至10-15m的高度，以產(chǎn)生強大的沖擊能量。每次夯擊后，需測量錘頂高程，準確記錄夯沉量。夯沉量是評估點夯效果的重要指標之一，通過分析夯沉量的變化，可以判斷地基土的密實程度和加固效果。當夯坑過深導致起錘困難，但無明顯隆起且尚未達到控制標準時，應(yīng)將夯坑回填至與坑頂齊平后，繼續(xù)夯擊。這是為了保證夯擊能量能夠持續(xù)有效地作用于地基土，避免因夯坑過深而使夯擊能量分散，影響加固效果。在一個夯點完成規(guī)定的夯擊次數(shù)后，移動起重機至下一個夯點，重復上述操作，完成第一遍全部夯點的夯擊。在第一遍點夯完成后，通常需要間隔一定時間，讓地基土中的孔隙水壓力消散，土體結(jié)構(gòu)得到一定程度的恢復和穩(wěn)定，再進行下一遍點夯。對于廈門市環(huán)東海域的吹填砂土地基，兩遍點夯之間的間隔時間一般為1-2周。滿夯施工緊跟在點夯之后，其目的是對地基表層進行進一步夯實，提高地基表層的密實度和均勻性。滿夯采用低能量進行夯擊，夯錘落距一般為點夯落距的一半左右。在廈門市環(huán)東海域工程中，滿夯時夯錘落距控制在5-8m，夯擊能為1000-1500kN?m。滿夯時，夯點彼此搭接1/4-1/3錘底面積，這樣可以確保地基表層的每一處都能得到充分夯實，避免出現(xiàn)漏夯區(qū)域。在滿夯過程中，要保證夯擊的均勻性，使地基表層的土體在各個方向上都能得到相同程度的壓實。通過滿夯，地基表層的松散土體被進一步壓實，孔隙率降低，強度提高，從而為后續(xù)的工程建設(shè)提供更加堅實的基礎(chǔ)。在強夯施工過程中，質(zhì)量控制要點貫穿始終。夯點定位必須準確，這是保證地基加固均勻性的基礎(chǔ)。在施工前，應(yīng)使用全站儀等高精度測量儀器，根據(jù)設(shè)計圖紙精確測設(shè)夯點位置，并設(shè)置明顯的標志。在施工過程中，要定期對夯點位置進行復核，確保其偏差控制在允許范圍內(nèi)。嚴格按照計劃夯擊順序進行施工，避免漏夯。漏夯會導致地基局部加固不足，影響地基的整體穩(wěn)定性。在施工過程中，應(yīng)安排專人負責監(jiān)督夯擊順序，確保每個夯點都能按照設(shè)計要求進行夯擊。夯擊過程中，要嚴格控制夯擊參數(shù)，包括夯擊能、夯擊次數(shù)、夯點間距等。這些參數(shù)直接影響強夯加固效果，必須根據(jù)試夯結(jié)果和設(shè)計要求進行嚴格控制。在施工過程中，應(yīng)使用專業(yè)的監(jiān)測設(shè)備，如壓力傳感器、位移計等，對夯擊參數(shù)進行實時監(jiān)測，確保其符合設(shè)計要求。若發(fā)現(xiàn)夯擊參數(shù)出現(xiàn)偏差，應(yīng)及時調(diào)整施工設(shè)備和工藝，保證強夯施工質(zhì)量。還需注意一些關(guān)鍵事項。當?shù)叵滤惠^高，夯坑底積水影響施工時，宜采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的松散性材料，如砂石等，以保證夯擊效果。積水會使地基土處于飽和狀態(tài)，降低夯擊能量的傳遞效率，影響地基加固效果。在施工前，應(yīng)提前了解地下水位情況，做好排水措施，確保施工順利進行。當強夯施工所產(chǎn)生的振動對鄰近建筑物或設(shè)備會產(chǎn)生有害的影響時，應(yīng)設(shè)置監(jiān)測點，并采取隔振或防振措施，如挖減振溝、設(shè)置隔振墻等，消除強夯對鄰近建筑物的有害影響。強夯施工產(chǎn)生的振動可能會導致鄰近建筑物的基礎(chǔ)松動、墻體開裂等問題，因此必須采取有效的隔振措施，保護鄰近建筑物的安全。在施工過程中，應(yīng)加強對鄰近建筑物和設(shè)備的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)并處理問題，確保周邊環(huán)境的安全。4.3施工過程中的監(jiān)測與控制在強夯施工過程中，夯坑沉降及周邊地表變形觀測是評估強夯效果和地基穩(wěn)定性的重要手段。通過水準儀對夯坑沉降進行觀測，在每個夯點夯擊前，精確測量夯前錘頂高程，每次夯擊后，再次測量錘頂高程，通過兩次高程差值計算出夯沉量。在某強夯施工項目中，對一個夯點進行夯擊，夯前錘頂高程為100.000m，第一次夯擊后錘頂高程為99.800m，則第一次夯沉量為0.200m。在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程中，對每個夯點的夯沉量都進行詳細記錄，通過分析夯沉量的變化趨勢，判斷地基土的密實程度和加固效果。對于周邊地表變形觀測，在夯點周圍設(shè)置多個觀測點，觀測點的間距一般為5-10m。在夯擊過程中，使用全站儀或水準儀定期測量觀測點的高程和平面位置變化。在某工程中，通過觀測發(fā)現(xiàn)，在強夯施工過程中，距離夯點較近的觀測點出現(xiàn)了明顯的隆起現(xiàn)象，隆起高度最大達到0.3m，而距離夯點較遠的觀測點變形相對較小。通過分析這些觀測數(shù)據(jù)，可以了解強夯施工對周邊地表的影響范圍和程度，為施工安全和周邊建筑物的保護提供依據(jù)。孔隙水壓力觀測對于了解強夯過程中地基土的固結(jié)特性和強度增長規(guī)律至關(guān)重要。在地基中不同深度和位置埋設(shè)孔隙水壓力計，孔隙水壓力計的埋設(shè)深度應(yīng)根據(jù)強夯有效加固深度和地基土的分層情況確定，一般在地基加固深度范圍內(nèi)每隔2-3m埋設(shè)一個。在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程中，在地基中不同深度和位置共埋設(shè)了30個孔隙水壓力計，以全面監(jiān)測孔隙水壓力的變化情況。在夯擊過程中，利用孔隙水壓力采集儀實時監(jiān)測孔隙水壓力的變化。隨著夯擊次數(shù)的增加，孔隙水壓力迅速上升，當夯擊停止后，孔隙水壓力逐漸消散。在某工程中，通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，在強夯施工初期，孔隙水壓力在短時間內(nèi)急劇上升，最大值達到50kPa，隨著孔隙水壓力的消散，地基土逐漸固結(jié)，強度逐漸提高。通過分析孔隙水壓力的變化曲線，可以判斷地基土的固結(jié)狀態(tài)和強夯施工的間歇時間是否合理，為施工參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)。水位觀測也是施工過程監(jiān)測的重要內(nèi)容。在強夯施工區(qū)域及周邊設(shè)置水位觀測孔，觀測孔的深度應(yīng)穿透強夯影響深度，并進入穩(wěn)定水位以下一定深度，一般為5-10m。在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程中，共設(shè)置了10個水位觀測孔，以監(jiān)測強夯施工對地下水位的影響。定期測量水位觀測孔的水位變化，在強夯施工前，先測量初始水位，在施工過程中，每天或每兩天測量一次水位。在某工程中，通過觀測發(fā)現(xiàn)，在強夯施工過程中，地下水位出現(xiàn)了短暫的上升現(xiàn)象，上升幅度最大達到0.5m，隨后逐漸恢復到正常水平。通過分析水位變化情況，可以了解強夯施工對地下水的影響，及時采取措施，避免因水位變化對地基穩(wěn)定性和周邊環(huán)境造成不利影響。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整施工參數(shù)是確保強夯施工質(zhì)量的關(guān)鍵。當夯坑沉降量過大或過小，與設(shè)計要求不符時，需要調(diào)整夯擊次數(shù)或夯擊能。如果夯坑沉降量過大，說明夯擊能量過大或夯擊次數(shù)過多，可能導致地基土過度擾動，此時應(yīng)適當減少夯擊次數(shù)或降低夯擊能；反之，如果夯坑沉降量過小，說明夯擊能量不足或夯擊次數(shù)不夠，應(yīng)增加夯擊次數(shù)或提高夯擊能。在某工程中，通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，部分夯點的夯沉量過大，超過了設(shè)計允許范圍，經(jīng)分析后，將夯擊次數(shù)從8擊減少到6擊，調(diào)整后夯坑沉降量符合設(shè)計要求。若孔隙水壓力消散過慢，說明地基土的滲透性較差，強夯施工的間歇時間不足，應(yīng)適當延長間歇時間，待孔隙水壓力充分消散后再進行下一遍夯擊。在某工程中，通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，孔隙水壓力在兩遍夯擊之間的消散時間較長，超過了預期，為了保證地基土的固結(jié)效果，將間歇時間從1周延長到2周，孔隙水壓力得到了有效消散，地基土的強度得到了提高。當周邊地表變形過大，可能對周邊建筑物或設(shè)施造成影響時，應(yīng)采取相應(yīng)的控制措施，如調(diào)整夯點間距、降低夯擊能或采取隔振措施等。在某工程中，強夯施工導致周邊建筑物出現(xiàn)了輕微裂縫，經(jīng)監(jiān)測分析后，采取了降低夯擊能和調(diào)整夯點間距的措施，有效減少了地表變形，保護了周邊建筑物的安全。五、強夯加固效果檢測與評估5.1檢測方法與內(nèi)容在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地地基強夯加固處理工程中，為全面、準確地評估強夯加固效果，采用了多種檢測方法，涵蓋了原位測試和室內(nèi)試驗，從不同角度對地基的各項性能指標進行檢測。地基重型動力觸探試驗是一種重要的原位測試方法，在本工程中得到廣泛應(yīng)用。其原理是利用一定質(zhì)量的重錘，以特定的落距自由落下，將探頭打入地基土中，根據(jù)探頭貫入一定深度所需的錘擊數(shù)來判斷地基土的性質(zhì)和承載力。在本工程中，選用質(zhì)量為63.5kg的穿心錘，以76cm的自由落距進行錘擊。試驗時，將探頭及探桿垂直地面放于測試地點，觸探桿最大偏斜度控制在2%以內(nèi)，防止錘擊偏心和探桿側(cè)向晃動。提升穿心錘至預定高度，使其自由下落撞擊錘墊，將探頭打入土中，錘擊貫入連續(xù)進行，錘擊頻率控制在15-30擊/min。記錄每貫入10cm的相應(yīng)錘擊數(shù)，當連續(xù)三次N63.5＞50時，停止試驗。通過對錘擊數(shù)的分析，可以評估地基土的密實程度和強度。若錘擊數(shù)較高，說明地基土較為密實，強度較高；反之，則說明地基土較為松散，強度較低。在某區(qū)域的重型動力觸探試驗中，發(fā)現(xiàn)錘擊數(shù)在加固后明顯增加，表明該區(qū)域地基土的密實度和強度得到了有效提高。平板載荷試驗也是評估強夯加固效果的關(guān)鍵手段。在本工程中，采用直徑為30cm的圓形荷載板進行試驗。試驗前，對測試面進行平整處理，去除松土，若測試面不平整，鋪設(shè)2-3mm厚的干燥砂或石膏膩子，確保荷載板與地面良好接觸。安置平板載荷儀時，將荷載板放置于測試地面，使其與地面接觸良好，必要時借助水準泡或水準儀調(diào)整水平。將反力裝置承載部分安置于荷載板上方并制動，反力裝置的支撐點距荷載板外側(cè)邊緣1m以外。將千斤頂放置于反力裝置下面的荷載板上，利用加長桿和調(diào)節(jié)絲桿，使千斤頂頂端球鉸座緊貼在反力裝置承載部位，組裝時保持千斤頂垂直不傾斜。安置測橋，測橋支撐座位設(shè)置在距離荷載板外側(cè)邊緣及反力裝置支撐點1m以外，測表安放相互對稱，且與荷載板中心保持等距離。加載試驗時，預先加0.01MPa荷載，約30s，待穩(wěn)定后卸除荷載，將百分表讀數(shù)調(diào)至零或讀取百分表讀數(shù)作為下沉量的起始讀數(shù)。然后以0.04MPa的增量逐級加載，每增加一級荷載，在下沉量穩(wěn)定后，讀取荷載強度和下沉量讀數(shù)。當下沉量達到規(guī)定的基準值1.25mm或者荷載強度超過估計的現(xiàn)場實際最大接觸壓力，或者達到地基的屈服點時，試驗終止。根據(jù)試驗結(jié)果繪出荷載強度與下沉量關(guān)系曲線，從曲線中得出下沉量基準值對應(yīng)的荷載強度，進而計算出地基系數(shù)K30。通過平板載荷試驗，可以直接測定地基土的承載力和變形模量，評估強夯加固后地基的承載能力和變形特性。在某試驗點的平板載荷試驗中，計算得到的地基系數(shù)K30滿足設(shè)計要求，表明該點地基的承載能力達到了預期標準。靜力觸探試驗通過一定的機械裝置，將一定規(guī)格的金屬探頭用靜力壓入土層中，同時用傳感器或直接量測儀表測試土層對觸探頭的貫入阻力，以此來判斷、分析、確定地基土的物理力學性質(zhì)。在本工程中，采用雙橋探頭進行靜力觸探試驗，可量測錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力。試驗時，將圓錐形探頭按一定速率勻速壓入土中，一般速率控制在0.5-1.2m/min。通過對貫入阻力的測量和分析，可以了解地基土在原始狀態(tài)下的物理力學性質(zhì)，劃分土層，評估地基土的均勻性。在某區(qū)域的靜力觸探試驗中，根據(jù)貫入阻力的變化，清晰地劃分出了不同土層，并且發(fā)現(xiàn)強夯加固后，各土層的貫入阻力明顯增大，說明地基土的強度和密實度得到了提高。加固前后軟土物理力學指標試驗在室內(nèi)進行，通過對采集的土樣進行試驗，測定土的物理性質(zhì)、力學性質(zhì)等參數(shù)。在本工程中，對加固前后的軟土進行了密度、含水率、液限、塑限、壓縮性、抗剪強度等多項指標的測試。在密度測試中，采用環(huán)刀法測定土樣的密度；含水率測試則采用烘干法，將土樣在105-110℃的烘箱中烘干至恒重，計算含水率。液限和塑限測試采用液塑限聯(lián)合測定儀進行。壓縮性試驗通過固結(jié)儀測定土樣在不同壓力下的壓縮變形，計算壓縮系數(shù)和壓縮模量?？辜魪姸仍囼灢捎萌S壓縮試驗，測定土樣在不同圍壓下的抗剪強度指標。通過對比加固前后軟土物理力學指標的變化，可以評估強夯加固對軟土性質(zhì)的改善程度。試驗結(jié)果表明，強夯加固后，軟土的含水率降低，密度增大，壓縮性減小，抗剪強度提高，說明強夯加固有效地改善了軟土的物理力學性質(zhì)，提高了地基的穩(wěn)定性。5.2檢測結(jié)果分析與評估通過重型動力觸探試驗，對強夯加固后的地基進行檢測。結(jié)果顯示，地基的平均錘擊數(shù)較加固前有顯著提升。在加固前，吹填砂土地基的平均錘擊數(shù)較低，一般在5-10擊之間，表明土體處于松散狀態(tài)，強度較低。而強夯加固后，平均錘擊數(shù)達到了15-20擊，部分區(qū)域甚至更高。在某區(qū)域的檢測中，加固前平均錘擊數(shù)為8擊，加固后達到了18擊。這充分表明強夯加固使地基土的密實度大幅提高，土體顆粒排列更加緊密，強度明顯增強，能夠更好地承受上部荷載。平板載荷試驗的結(jié)果表明，地基的承載力得到了有效提高。在試驗過程中，繪制的荷載強度與下沉量關(guān)系曲線顯示，強夯加固后的地基在承受較大荷載時，下沉量明顯減小。通過計算得出的地基系數(shù)K30也滿足設(shè)計要求。在設(shè)計中，要求地基系數(shù)K30不小于150MPa/m，而實際檢測結(jié)果顯示，大部分檢測點的地基系數(shù)K30在180-220MPa/m之間，表明強夯加固后的地基承載力達到了設(shè)計預期，能夠為后續(xù)工程建設(shè)提供可靠的基礎(chǔ)支撐。靜力觸探試驗結(jié)果顯示，強夯加固后，地基土的錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力均有顯著增大。在加固前，錐尖阻力一般在1-2MPa之間，側(cè)壁摩阻力在0.05-0.1MPa之間。加固后，錐尖阻力增大到3-5MPa，側(cè)壁摩阻力增大到0.15-0.25MPa。這說明強夯加固使地基土的物理力學性質(zhì)得到了明顯改善，地基的承載能力和穩(wěn)定性得到了提高。通過對加固前后軟土物理力學指標的對比分析，進一步驗證了強夯加固的效果。加固后，軟土的含水率顯著降低，密度增大，壓縮性減小，抗剪強度提高。在含水率方面，加固前軟土的含水率高達50%-70%，加固后降低至30%-40%。密度從加固前的1.6-1.8g/cm3增大到1.9-2.1g/cm3。壓縮系數(shù)從大于0.5MPa?1減小到0.2-0.3MPa?1，抗剪強度指標內(nèi)摩擦角從5°-10°增大到15°-20°，粘聚力從5-10kPa增大到20-30kPa。這些指標的變化表明，強夯加固有效地改善了軟土的性質(zhì)，提高了地基的穩(wěn)定性和承載能力。綜合各項檢測結(jié)果，強夯加固處理后的地基承載力、有效加固深度、土體密實度等指標均滿足設(shè)計要求。地基承載力的提高使得地基能夠承受更大的上部荷載，有效加固深度達到了設(shè)計預期，確保了深層土體也得到了充分加固，土體密實度的增加提高了地基的穩(wěn)定性和抗變形能力。強夯加固處理在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地工程中取得了良好的效果，為后續(xù)的工程建設(shè)奠定了堅實可靠的基礎(chǔ)。六、問題與解決措施6.1施工過程中遇到的問題在廈門市環(huán)東海域吹填砂造地地基強夯加固處理施工過程中，遇到了一系列問題，對施工進度和質(zhì)量產(chǎn)生了一定影響。夯坑周圍地面隆起過大是較為常見的問題之一。在強夯施工過程中，部分夯點周圍地面隆起高度超過了預期，一些區(qū)域的隆起高度甚至達到30-50cm，遠超正常范圍。這主要是由于夯擊能量過大，超過了地基土的承受能力，導致土體發(fā)生過度擾動。在選擇夯擊參數(shù)時，未充分考慮地基土的性質(zhì)和實際情況，使得夯擊能過高，土體在強大的沖擊力作用下，不僅在垂直方向上被壓縮，還在水平方向上產(chǎn)生較大的位移，從而造成地面隆起過大。而且，場地濕軟也是導致地面隆起過大的重要原因。環(huán)東海域吹填砂土地基在施工初期，含水量較高，土體處于飽和或接近飽和狀態(tài)，其抗剪強度較低。在這種情況下進行強夯施工，土體更容易受到擾動，導致地面隆起現(xiàn)象加劇。起錘困難問題也給施工帶來了諸多不便。在夯擊過程中，夯錘有時會陷入夯坑較深，導致起錘時需要耗費大量的時間和能量，甚至出現(xiàn)無法起錘的情況。這主要是因為夯坑過深，當夯坑深度超過一定限度時，夯錘周圍的土體對夯錘產(chǎn)生較大的吸附力和摩擦力，使得起錘難度增大。在某區(qū)域的強夯施工中，由于夯擊次數(shù)過多，夯坑深度達到2-3m，起錘時起重機需要多次嘗試，且耗費了大量的燃油，嚴重影響了施工效率。而且，地基土的性質(zhì)也會影響起錘難度。對于粘性較大的地基土，夯錘在夯擊后更容易與土體粘連，增加起錘困難。在環(huán)東海域吹填砂土地基中，部分區(qū)域存在淤泥混砂層，這些粘性土層使得夯錘在夯擊后容易被吸附，導致起錘困難?？紫端畨毫ο⒕徛彩鞘┕み^程中面臨的一個難題。在強夯施工過程中，通過孔隙水壓力監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，部分區(qū)域的孔隙水壓力在夯擊后長時間不能消散到理想狀態(tài)。在一些區(qū)域，孔隙水壓力在夯擊后的一周內(nèi)，僅消散了30%-40%，遠遠低于預期的消散速度。這主要是因為地基土的滲透性較差，環(huán)東海域吹填砂土地基中，下伏的淤泥混砂層和砂混淤泥層，其顆粒細小，孔隙較小，導致孔隙水在土體中的流動速度緩慢，難以快速排出。而且，夯擊能量過大或夯擊次數(shù)過多，也會使土體結(jié)構(gòu)被過度破壞，進一步降低土體的滲透性，從而延緩孔隙水壓力的消散。在某區(qū)域，由于連續(xù)進行了多遍高能量夯擊，土體結(jié)構(gòu)變得更加致密，孔隙水壓力消散速度明顯減慢，影響了后續(xù)施工的進行。6.2針對性解決措施針對夯坑周圍地面隆起過大的問題，采取了調(diào)整夯擊參數(shù)和改善場地排水條件的措施。在調(diào)整夯擊參數(shù)方面，根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)和地基土的實際情況，重新計算和調(diào)整夯擊能。通過降低夯錘的落距或減小夯錘重量，使夯擊能量控制在地基土能夠承受的范圍內(nèi)。在某區(qū)域，將夯錘落距從15m降低到12m，夯擊能相應(yīng)減小，有效地減少了地面隆起現(xiàn)象。而且，根據(jù)地基土的性質(zhì)和試夯結(jié)果，合理調(diào)整夯擊次數(shù)。對于滲透性較好的吹填砂土地基，適當增加每遍的夯擊次數(shù)，減少夯擊遍數(shù)，以避免夯擊能量過度集中，導致地面隆起。在該區(qū)域，將每遍夯擊次數(shù)從8擊增加到10擊，夯擊遍數(shù)從3遍減少到2遍，取得了良好的效果。在改善場地排水條件方面，在場地內(nèi)設(shè)置排水盲溝和集水井，形成完善的排水系統(tǒng)。排水盲溝采用碎石或砂填充，沿場地縱橫方向布置，間距一般為10-15m，將地基土中的水分引導至集水井。集水井每隔30-50m設(shè)置一個，深度根據(jù)地下水位和場地條件確定，一般為2-3m。通過排水盲溝和集水井，及時排除地基土中的水分，降低土體含水量，提高土體的抗剪強度，從而減少地面隆起現(xiàn)象。在某區(qū)域設(shè)置排水系統(tǒng)后，土體含水量降低了10%-15%，地面隆起現(xiàn)象得到了明顯改善。對于起錘困難的問題，采取了控制夯坑深度和改善夯錘與土體接觸條件的措施。在控制夯坑深度方面，嚴格控制夯擊次數(shù)，根據(jù)夯坑沉降量和地基土的密實程度，合理確定夯擊次數(shù)。當夯坑深度達到一定程度時，及時停止夯擊，用推土機將夯坑填平，然后再進行下一輪夯擊。在某區(qū)域，規(guī)定夯坑深度達到1.5m時，停止夯擊，進行回填，有效避免了夯坑過深導致起錘困難的問題。而且，在夯擊過程中，加強對夯坑深度的監(jiān)測，使用水準儀或全站儀實時測量夯坑深度，確保夯坑深度在可控范圍內(nèi)。在改善夯錘與土體接觸條件方面，在夯錘底部設(shè)置排氣孔，孔徑為300-400mm，排氣孔數(shù)量根據(jù)夯錘大小和地基土性質(zhì)確定，一般為4-6個。排氣孔的作用是在夯擊過程中，使錘底與地基土之間的空氣能夠迅速排出，避免產(chǎn)生氣墊效應(yīng)，減少夯錘與土體的吸附力。在某工程中，設(shè)置排氣孔后，起錘時的阻力明顯減小，起錘困難問題得到了有效緩解。而且，在夯錘表面涂抹潤滑劑，如黃油或石墨粉，減小夯錘與土體之間的摩擦力，使夯錘更容易從夯坑中提起。在某區(qū)域，涂抹潤滑劑后，起錘時的拉力降低了20%-30%，起錘更加順暢。針對孔隙水壓力消散緩慢的問題，采取了設(shè)置排水系統(tǒng)和調(diào)整夯擊間歇時間的措施。在設(shè)置排水系統(tǒng)方面，在地基中設(shè)置豎向排水體，如排水砂井或塑料排水板。排水砂井直徑一般為300-500mm，間距為1.5-2.5m，深度根據(jù)強夯有效加固深度和地基土的分層情況確定，一般穿透需加固的土層并進入下臥穩(wěn)定土層一定深度，如1-2m。塑料排水板寬度一般為100mm，厚度為4-6mm，間距為1.0-1.5m，深度要求與排水砂井相同。通過豎向排水體，加快孔隙水的排出速度，縮短孔隙水壓力消散時間。在某區(qū)域設(shè)置豎向排水體后，孔隙水壓力在夯擊后的一周內(nèi)消散了70%-80%，消散速度明顯加快。在調(diào)整夯擊間歇時間方面，通過孔隙水壓力監(jiān)測，準確掌握孔隙水壓力的消散情況。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，適當延長夯擊間歇時間，確?？紫端畨毫Τ浞窒⒑笤龠M行下一遍夯擊。在某區(qū)域，將夯擊間歇時間從1周延長到2周，孔隙水壓力得到了有效消散，地基土的強度得到了提高，為下一遍夯擊創(chuàng)造了良好的條件。采取這些針對性解決措施后，取得了顯著的實施效果。夯坑周圍地面隆起現(xiàn)象得到了有效控制，隆起高度明顯降低，一般控制在10cm以內(nèi)，保證了地基加固的均勻性和穩(wěn)定性。起錘困難問題得到了有效解決，施工效率大幅提高，起重機能夠順利起錘，夯擊作業(yè)能夠正常進行?？紫端畨毫ο⑺俣让黠@加快，能夠滿足施工進度要求，地基土的固結(jié)效果得到了顯著改善，為后續(xù)工程建設(shè)提供了堅實可靠的基礎(chǔ)。七、結(jié)論與展望7.1研究成果總結(jié)本研究針對廈門市環(huán)東海域吹填砂造地地基強夯加固處理展開深入探討，在強夯加固原理與設(shè)計理論、施工過程、加固效果檢測與評估以及問題解決等方面取得了一系列成果。在強夯加固原理與設(shè)計理論方面，深入剖析了強夯基于動力固結(jié)理論的加固原理，明確了在強夯過程中，土體依次經(jīng)歷夯擊能量轉(zhuǎn)化與土體壓縮振密、土體液化與結(jié)構(gòu)破壞、排水固結(jié)壓密以及觸變恢復并伴隨固結(jié)壓密等階段，各階段相互作用，使地基土的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)得到有效改善。通過理論分析和現(xiàn)場試夯，確定了適用于該區(qū)域的強夯設(shè)計參數(shù)。有效加固深度采用理論公式計算和現(xiàn)場試夯相結(jié)合的方法確定，夯錘和落距根據(jù)地基土性質(zhì)和加固要求選擇，夯擊點布置采用等邊三角形形式，夯擊擊數(shù)和遍數(shù)依據(jù)現(xiàn)場試夯的夯擊次數(shù)與夯沉量關(guān)系曲線以及相關(guān)規(guī)范要求確定，兩遍間隔時間根據(jù)地基土的滲透性和孔隙水壓力消散時間合理設(shè)置。在強夯加固處理施工過程中，詳細闡述了施工前的準備工作，包括場地清理與平整、地下管線和障礙物排查、測量放線以及試驗性強夯等，這些工作為后續(xù)施工的順利進行奠定了基礎(chǔ)。在施工工藝與流程方面，明確了點夯和滿夯的施工工藝，點夯采用特定參數(shù)的履帶式起重機和夯錘，按照規(guī)定的落距和夯擊次數(shù)進行夯擊，滿夯則采用低能量、夯點搭接的方式對地基表層進行夯實。在施工過程中，嚴格控制夯點定