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【摘 要】通过宁波-舟山港梅山保税港区1#-5#集装箱码头项目3#-5#泊位地基处理典型试验区的具体实例，系统分析在夯击过程中周围土体变形、观测超静孔隙水压力的变化，并对两个典型性试验区的加固效果进行分析对比，修正设计施工参数，指导大面积的强夯施工。
【关键词】强夯加固；典型性试验；孔隙水压力；效果分析
0.工程概况
宁波-舟山港梅山保税港区1#～5#集装箱码头项目位于穿山半岛南侧，象山湾口北侧，是宁波港未来发展建设的重点港区，整个工程分期建设，其中1#～2#泊位已建设完毕，本强夯工程为3#～5#泊位后方陆域已填碴区，面积约为74万㎡。根据设计说明要求，在大面积强夯前，加固区应选取不小于5000㎡进行典型施工，以进一步确定施工参数，指导大面积强夯施工。设计同时要求，在典型施工中，应埋设孔隙水压力仪，观测软土层孔隙水压力变化，以确定最佳强夯间隙时间。
1.设计技术要求
（1）强夯设备能量满足设计要求，点夯夯锤重120～160KN，锤底面积不小于4㎡，普夯夯锤重100～120KN，锤底直径2.4～2.8m，选用圆形带气孔的夯锤，施工工艺按两遍点夯一遍普夯，夯点间距、每击能量和每点夯击数按下表执行，要求每遍点夯的最后两击平均沉降量小于15cm，普夯要求夯印搭接为1/3锤底直径。
（2）对于第一遍、第二遍点夯过程中夯坑总夯沉量超过1.8m的夯点，需在原夯坑上回填塘渣，重新补夯。
（3）在强夯施工过程中应注意加强對盐田路、电线杆等构筑物的观测，必要时可采用开挖防震沟等措施，强夯施工完成后，隔震沟用塘渣回填，并用压路机进行分层碾压，分层厚度为30cm，要求压实度≥90%。
（4）局部含泥量较集中区在强夯施工过程中，若出现夯坑较深或无法拔锤等现象，必须采用开挖换填处理。
（5）地下水位降至起夯面2米以下。
（6）经强夯加固后地基承载力达到150kpa以上。
2.典型施工目的及典型施工区域的选择
2.1试夯的目的
根据中交第三航务工程勘察设计院提供的《宁波-舟山港梅山保税港区1#～5#集装箱码头工程3#～5#泊位地基处理设计说明》要求，本次强夯典型施工，考虑为尽快提交排洪渠施工工作面，在A1区选定具有代表性地质区域进行试夯。为取得最佳强夯效果，试夯区分为两块：试夯Ⅰ区面积5137㎡，采用2500KN.m；试夯Ⅱ区面积5411㎡，按照设计图纸参数，采用2000KN.m。其中增加2500KN.m夯能试夯区，在设计选用2000KN.m、8～10击的总夯能不变的情况下，以充分发挥机械的施工效能和对比效果，给大面积强夯施工提供一个更合理、可靠的强夯施工参数，确定强夯法加固地基的效果及有效的施工工艺，指导大面积的强夯施工。
2.2试夯区域的选择
选择考虑因素：
（1）根据工程的地质情况，选择地质条件具有代表性。
（2）考虑石渣回填的状况。
（3）距周围建、构筑物一定的距离，以免造成影响。
（4）考虑地下水的影响。
（5）根据工程总体进度要求，必须先行完成的区域。
区域选择：
因陆域排水需要，为尽早提交排洪明渠施工工作面，因此选择排洪明渠边约50米区域作为典型施工区。
3.典型施工方案的施工参数
（1）二遍点夯 ，一遍普夯。二遍点夯跳档夯，间隙时间不小于14天，每点点夯最后2击平均贯入度小于150mm。具体参数见下表。
（2）普夯结束推平后，用自重不小于150KN，激振力不小于270KN的振动式压路机碾压8遍（来回为一遍），直至压至无明显印痕，碾压成型后表面平整、坚实。
4.典型施工实际采用的施工工艺参数
为更全面对比不同工艺参数情况下的强夯效果，经设计、业主、监理、施工协商，同意实际施工按以下工艺参数进行：
5.施工过程及孔隙水压力监测情况
根据设计要求，并经业主、监理同意，在Ⅰ、Ⅱ试夯区区域范围内分别埋设2组孔隙水压力测试仪，共四组，每组分别在距起夯面以下2m、4m、6m、8m、10m处设置测头。监测工作具体由业主委托宁波工程勘察院实施。
强夯后孔隙水压力的增值削减70%后方可进行下一次的强夯，监测显示的数据均符合下一次强夯的要求，即每一遍强夯后孔隙水压力的增值消散70%以上。其中P11孔在强夯期间被碰触而损坏4个测点。4组孔最后一次所测的数据（除个别孔外）基本消散至初测值水平及以下，消散比较明显。
孔隙水压力埋设完成后，由屏蔽电缆统一引出，用频率仪测定其频率的变化，并通过测量地下静水位（静水压力），换算出荷载引起的超静孔隙水压力。观测超静孔隙水压力的变化，可以分析地基固结度以及消散度，分析地基排水固结时间和效果。
6.典型施工区施工成果分析
强夯地基典型施工的基本原则和根本目的是通过试夯，在不出现周围土体明显隆起，并不至于发生起锤困难的情况下，获得最佳夯击效果，所谓最佳效果就是获得竣工后地基最大的沉降量，提前消除部分工后沉降。地基处理后场地标高变化情况如下表：
本次典型施工通过不同能级和不同总夯击能的比较，最终处理效果Ⅰ区优于Ⅱ区，其中Ⅰ-2区效果最好，竣工标高最接近后续道堆结构面层的施工标高要求（2.70米），现结合施工过程等因素，作如下分析：
（1）典型施工区场地条件评价：该区域2011年7月份完成插板，8月份完成填塘渣，靠近排洪明渠局部区域未插板，为吹填围堰和原有填渣，基本能代表陆域大面积其它施工区域。
（2）夯锤：锤重选用120KN～160KN，锤底直径2.3～2.4米，底面积4～4.5平米，锤底静压强31～37.3KPa是适宜的。 （3）单击夯能：本次典型施工，单击夯能为2000KN.m和2500KN.m二种。采用2500KN.m能级无论从施工效率、最后二击贯入度和从最终效果看，要优于2000KN.m。
（4）第一遍总夯能：本次典型施工，第一遍总夯能为1225KN.m/m2、1306KN.m/m2、1633KN.m/m2三种，1633KN.m/m2无论采用2000KN.m或2500KN.m单击夯能周围土体均有较大隆起现象，隆起量达30～35厘米。而小于1306KN.m/m2无论采用2000 KN.m或2500KN.m单击夯能，均未出现周围土体隆起现象。土体明显隆起表明总能量偏大，说明第一遍总夯能采用1306KN.m/m2～1633KN.m/m2之间，即2500KN.m，7击（总夯能为（2500×7）/（3.5×3.5）=1429KN.m/m2）比较好，这个能级与设计要求也基本一致。
（5）第二遍总夯能：本次典型施工，第二遍总夯能和第一遍一样也为三种，从单击贯入度和周围土体隆起情况看，1633KN.m/m2采用2000KN.m单击夯能周围土体有较大隆起现象，隆起量达30～35厘米。2500KN.m单击夯能偏大，Ⅰ区有59个夯点达不到6击，有的甚至只能打2-3击。因此建议第二遍总夯能采用1306KN.m/m2，即2000KN.m，8击，总夯能为（2000×8）/（3.5×3.5）=1306KN.m/m2。
7.大面积强夯后试验检测结果
根据规范及设计要求，进行了载荷板试验、标准贯入试验、静力触探试验、回弹模量等各项试验检测，结果均满足要求。
8.结语
综上所述，通过本次典型施工，验证了设计提出的二遍点夯一遍普夯，点夯采用2000KN.m，8-10击、普夯采用1200KN.m满夯2击的施工工艺参数是合适的，同时为提高施工生产效率，节约社会资源，验证了第一遍点夯采用2500KN.m的可行性。由于强夯影响因素较多，要全面分析清楚比較困难，虽然本次典型施工区未进行夯后土体物理力学指标对比和承载力荷载板检测，但结合大面积强夯后试验检测结果，本次典型施工基本能反映出地基处理的效果。 [科]
【参考文献】
[1]黄锦雄.强夯法加固复杂地基土的试验研究[J].水运工程，2005（9）：106-109.
[2]张福春.浅析强夯施工的参数选择及质量控制[J].
[3]JTS133-1-2010.港口岩土工程地质勘察规范[S].
[4]JTS147-1-2010.港口工程地基规范[S].
[5]JTS257-2008.水运工程质量检验标准[S].
[6]JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范[S].
【关键词】强夯加固；典型性试验；孔隙水压力；效果分析
0.工程概况
宁波-舟山港梅山保税港区1#～5#集装箱码头项目位于穿山半岛南侧，象山湾口北侧，是宁波港未来发展建设的重点港区，整个工程分期建设，其中1#～2#泊位已建设完毕，本强夯工程为3#～5#泊位后方陆域已填碴区，面积约为74万㎡。根据设计说明要求，在大面积强夯前，加固区应选取不小于5000㎡进行典型施工，以进一步确定施工参数，指导大面积强夯施工。设计同时要求，在典型施工中，应埋设孔隙水压力仪，观测软土层孔隙水压力变化，以确定最佳强夯间隙时间。
1.设计技术要求
（1）强夯设备能量满足设计要求，点夯夯锤重120～160KN，锤底面积不小于4㎡，普夯夯锤重100～120KN，锤底直径2.4～2.8m，选用圆形带气孔的夯锤，施工工艺按两遍点夯一遍普夯，夯点间距、每击能量和每点夯击数按下表执行，要求每遍点夯的最后两击平均沉降量小于15cm，普夯要求夯印搭接为1/3锤底直径。
（2）对于第一遍、第二遍点夯过程中夯坑总夯沉量超过1.8m的夯点，需在原夯坑上回填塘渣，重新补夯。
（3）在强夯施工过程中应注意加强對盐田路、电线杆等构筑物的观测，必要时可采用开挖防震沟等措施，强夯施工完成后，隔震沟用塘渣回填，并用压路机进行分层碾压，分层厚度为30cm，要求压实度≥90%。
（4）局部含泥量较集中区在强夯施工过程中，若出现夯坑较深或无法拔锤等现象，必须采用开挖换填处理。
（5）地下水位降至起夯面2米以下。
（6）经强夯加固后地基承载力达到150kpa以上。
2.典型施工目的及典型施工区域的选择
2.1试夯的目的
根据中交第三航务工程勘察设计院提供的《宁波-舟山港梅山保税港区1#～5#集装箱码头工程3#～5#泊位地基处理设计说明》要求，本次强夯典型施工，考虑为尽快提交排洪渠施工工作面，在A1区选定具有代表性地质区域进行试夯。为取得最佳强夯效果，试夯区分为两块：试夯Ⅰ区面积5137㎡，采用2500KN.m；试夯Ⅱ区面积5411㎡，按照设计图纸参数，采用2000KN.m。其中增加2500KN.m夯能试夯区，在设计选用2000KN.m、8～10击的总夯能不变的情况下，以充分发挥机械的施工效能和对比效果，给大面积强夯施工提供一个更合理、可靠的强夯施工参数，确定强夯法加固地基的效果及有效的施工工艺，指导大面积的强夯施工。
2.2试夯区域的选择
选择考虑因素：
（1）根据工程的地质情况，选择地质条件具有代表性。
（2）考虑石渣回填的状况。
（3）距周围建、构筑物一定的距离，以免造成影响。
（4）考虑地下水的影响。
（5）根据工程总体进度要求，必须先行完成的区域。
区域选择：
因陆域排水需要，为尽早提交排洪明渠施工工作面，因此选择排洪明渠边约50米区域作为典型施工区。
3.典型施工方案的施工参数
（1）二遍点夯 ，一遍普夯。二遍点夯跳档夯，间隙时间不小于14天，每点点夯最后2击平均贯入度小于150mm。具体参数见下表。
（2）普夯结束推平后，用自重不小于150KN，激振力不小于270KN的振动式压路机碾压8遍（来回为一遍），直至压至无明显印痕，碾压成型后表面平整、坚实。
4.典型施工实际采用的施工工艺参数
为更全面对比不同工艺参数情况下的强夯效果，经设计、业主、监理、施工协商，同意实际施工按以下工艺参数进行：
5.施工过程及孔隙水压力监测情况
根据设计要求，并经业主、监理同意，在Ⅰ、Ⅱ试夯区区域范围内分别埋设2组孔隙水压力测试仪，共四组，每组分别在距起夯面以下2m、4m、6m、8m、10m处设置测头。监测工作具体由业主委托宁波工程勘察院实施。
强夯后孔隙水压力的增值削减70%后方可进行下一次的强夯，监测显示的数据均符合下一次强夯的要求，即每一遍强夯后孔隙水压力的增值消散70%以上。其中P11孔在强夯期间被碰触而损坏4个测点。4组孔最后一次所测的数据（除个别孔外）基本消散至初测值水平及以下，消散比较明显。
孔隙水压力埋设完成后，由屏蔽电缆统一引出，用频率仪测定其频率的变化，并通过测量地下静水位（静水压力），换算出荷载引起的超静孔隙水压力。观测超静孔隙水压力的变化，可以分析地基固结度以及消散度，分析地基排水固结时间和效果。
6.典型施工区施工成果分析
强夯地基典型施工的基本原则和根本目的是通过试夯，在不出现周围土体明显隆起，并不至于发生起锤困难的情况下，获得最佳夯击效果，所谓最佳效果就是获得竣工后地基最大的沉降量，提前消除部分工后沉降。地基处理后场地标高变化情况如下表：
本次典型施工通过不同能级和不同总夯击能的比较，最终处理效果Ⅰ区优于Ⅱ区，其中Ⅰ-2区效果最好，竣工标高最接近后续道堆结构面层的施工标高要求（2.70米），现结合施工过程等因素，作如下分析：
（1）典型施工区场地条件评价：该区域2011年7月份完成插板，8月份完成填塘渣，靠近排洪明渠局部区域未插板，为吹填围堰和原有填渣，基本能代表陆域大面积其它施工区域。
（2）夯锤：锤重选用120KN～160KN，锤底直径2.3～2.4米，底面积4～4.5平米，锤底静压强31～37.3KPa是适宜的。 （3）单击夯能：本次典型施工，单击夯能为2000KN.m和2500KN.m二种。采用2500KN.m能级无论从施工效率、最后二击贯入度和从最终效果看，要优于2000KN.m。
（4）第一遍总夯能：本次典型施工，第一遍总夯能为1225KN.m/m2、1306KN.m/m2、1633KN.m/m2三种，1633KN.m/m2无论采用2000KN.m或2500KN.m单击夯能周围土体均有较大隆起现象，隆起量达30～35厘米。而小于1306KN.m/m2无论采用2000 KN.m或2500KN.m单击夯能，均未出现周围土体隆起现象。土体明显隆起表明总能量偏大，说明第一遍总夯能采用1306KN.m/m2～1633KN.m/m2之间，即2500KN.m，7击（总夯能为（2500×7）/（3.5×3.5）=1429KN.m/m2）比较好，这个能级与设计要求也基本一致。
（5）第二遍总夯能：本次典型施工，第二遍总夯能和第一遍一样也为三种，从单击贯入度和周围土体隆起情况看，1633KN.m/m2采用2000KN.m单击夯能周围土体有较大隆起现象，隆起量达30～35厘米。2500KN.m单击夯能偏大，Ⅰ区有59个夯点达不到6击，有的甚至只能打2-3击。因此建议第二遍总夯能采用1306KN.m/m2，即2000KN.m，8击，总夯能为（2000×8）/（3.5×3.5）=1306KN.m/m2。
7.大面积强夯后试验检测结果
根据规范及设计要求，进行了载荷板试验、标准贯入试验、静力触探试验、回弹模量等各项试验检测，结果均满足要求。
8.结语
综上所述，通过本次典型施工，验证了设计提出的二遍点夯一遍普夯，点夯采用2000KN.m，8-10击、普夯采用1200KN.m满夯2击的施工工艺参数是合适的，同时为提高施工生产效率，节约社会资源，验证了第一遍点夯采用2500KN.m的可行性。由于强夯影响因素较多，要全面分析清楚比較困难，虽然本次典型施工区未进行夯后土体物理力学指标对比和承载力荷载板检测，但结合大面积强夯后试验检测结果，本次典型施工基本能反映出地基处理的效果。 [科]
【参考文献】
[1]黄锦雄.强夯法加固复杂地基土的试验研究[J].水运工程，2005（9）：106-109.
[2]张福春.浅析强夯施工的参数选择及质量控制[J].
[3]JTS133-1-2010.港口岩土工程地质勘察规范[S].
[4]JTS147-1-2010.港口工程地基规范[S].
[5]JTS257-2008.水运工程质量检验标准[S].
[6]JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范[S].