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抛石强夯地基加固研究

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宋金峰

摘要：近年来，国民经济发展的速度不断加快，对于水运工程建设的投入也逐渐的加大，水运工程在建设的规模方面也有所增加，不断的向着重泊位、深水化的方向发展，水下抛石基床在厚度的厚度也越来越大，这对于水运工程的基床加固也提出了更高的要求。本文主要以抛石强夯加固的机理为切入点，分析了抛石强夯加固的技术要点，并对基床加固的效果进行了深入的分析和研究，以期为具体的施工操作行为提供指导。

关键词：水运工程；抛石强夯；地基加固

：TU742：A：1671-2064（2017）14-0109-02

在现阶段水运工程建设发展的过程中，基床的承载能力和稳定性对于工程的质量有着重要的影响，在施工之前应根据工程的具体情况对采取相应的措施对基床进行处理，保证其密实程度能够满足施工的要求。在重力式码头、沉管隧道等工程中抛石基床作为基础部分，不仅具有承载能力优良的特点，同时也具有良好的抗滑性能，经济效益也比较高。而随着水运工程的逐渐向深水化方向发展，其施工条件也更加的复杂，在施工技术难度方面在不断的增加，如何实现基床的有效加固是水运工程建设中的重要问题。抛石基床中的强夯处理技术是常用的施工方式，但是由于施工条件的复杂性，在进行施工时应对合理的确定强夯的参数，来实现对抛石基床的有效加固。

1工程案例

在某港区二期工程岸壁工程，根据要求将其泊载量设计为10万吨级，技术人员对现场的勘测得出，码头工程的岸线长度为614.77m，其中抛石基床的厚度在14—17m左右。由于工程和附近的村庄距离较近，如果使用传统的爆夯的施工工艺不仅在施工难度方面比较大，而且对周边的环境有一定的影响。因此在基床密实施工的过程中采用强夯的处理方式，加之本工程的工程量比较大，每层夯实的厚度可保持在4m以内。经过技术人员对工程情况的研究，设计为夯锤的质量为15t，锤落距设计为4m，夯锤与地面接触的面积为1.77㎡。在水下抛石基床施工的过程中，由于水力作用可能还会导致在能量受到一定程度的损失，所以需要严格控制夯击的参数，确保夯击能的大小满足基床密实的要求。

2抛石强夯加固机理研究

抛石强夯法主要是在基床面层上铺设碎石块，再通过重锤夯实的作用是石块紧密的结合在一起，来提高地基的承载能力，减少沉降问题的出现。同时由于块石材料的振动挤压，在强夯过程中产生的孔隙水压力也能够及时的释放出去，使得土体之间的固结更为紧密，大幅提高了抗剪切强度，减少后期基床变形或者沉降问题的出现。在原基床中所承担的压力主要是垂直方向的，通过块石的作用使得基床的受力向水平方向延伸，使得面层的处于受力均匀的状态。在强夯的过程中，抛石基床加固的效果受到多方面因素的影响，主要包括基床的厚度、基槽底部土质以及含水率等。

3抛石强夯地基加固的技术要点

3.1夯实工具配备

在机床夯实加固的过程中需要用到专业的打夯船，并在船首配备相应规格的吊机，夯锤的主要材料是铸钢，或者是由后钢板焊接形成的，为了在水下施工时减少阻力作用，同时保证夯锤作业时的稳定性，夯锤的重心應相对较低，并将排水孔设计在中间的部位。根据水运工程的实际情况确定夯锤的施工参数，依照相关规定的要求，一般夯锤的锤重应保持在40—60KN之间，夯锤落距保持在2—3m。锤底部分的压强应达到40—60KPa，在进行正常施工的过程中，每夯实的冲击能应该大于120kj/㎡。由于是在水下作业，应考虑到水阻力在夯击过程中产生的影响，根据相关的标准计算单位面积有效的夯击能，保证抛石基床的稳定性和承载能力。其中夯锤的运动方式如下所示：

（1）

解此常微分方程，得：

（2）

式中：

进而得到单位面积有效夯击能表达式为：

（3）

根据公式可以发现，在夯锤运动的过程中会产生夯击能损失的现象，因此需要确定在夯击过程中产生的有效夯击能，来对最终的加固深度进行研究。

3.2基床整平

为了保证强夯施工能够顺利的进行，需要保证基床的平整性和承载能力。首先对基床的各项参数进行测量，确保与施工方案要求的保持一致。另外片石填筑完成之后应对表层进行整平，避免存在坑洞现象影响夯实加固的效果，一般情况下基床表层的高度差应该控制在15—30cm之间。其次是按照施工方案的具体要求对夯实范围的确定，在采用分层整平的方式时，每层的应力扩散线的两端应增加1m，确保基床整体夯实的质量。

3.3打夯船定位

打夯船的位置应与基床轴线的位置保持平行，根据实际的情况在施工范围的指定地点设置导标，确定基床夯实的范围，在船首和船尾出各设一个临时对位标，保证夯实船位置的准确性。在打夯船就位之后，还需要对其定位的准确性进行复核，确保基床施工的质量。

3.4试夯

根据相关规范的要求，在正式夯实施工开始之前需要进行试夯，确定施工中所需要的相关参数，为具体的施工操作行为提供标准。一般情况下试夯