强夯地基作为基础持力层的可行性分析

引言

随着社会经济的发展，城市核心区及周边平坦地块已基本开发殆尽，新项目只能向郊区、山区或地形复杂的闲置区域延伸，许多新项目不得不选址于地形复杂的区域，通过对原始地形进行大规模改造，以满足建设用地平整度、高程等要求的工程处理方式。

其中，回填地基的处理质量直接影响后续建筑的安全性和稳定性，根据回填土性质（如粒径、含水量）、场地条件（如面积、周边环境）及设计要求，常见处理方式可分为机械压实类、置换与加密类、排水固结类和复合地基。强夯法因处理效果显著、适用范围广，在回填地基处理中应用极为广泛，可通过调整单击夯能、夯点布置等参数适应不同处理深度和承载力要求。

1 项目地理概况

为配合当地工业区的生产建设，在新规划工业区内建设一座 35kV 变电站。该工业区位于高挖低填的区域，自然条件如下：

当地地质构造复杂，褶皱和断裂发育，区域的低陵山体多呈马鞍状或单个分布。自然山体坡度 25 度～ 45 度，局部较陡，坡度达 60 度。山坡或山顶植被都很发育，很少见到裸露基岩，组成物质多为第四纪松散堆积物，土层深厚，含水量多而较湿润。

本工程地处亚热带季风气候区，具有高温多雨、雨量充沛、湿度大、夏季长、热量丰富的特点。四季的主要特点：春季冷暖多变，阳光少，常出现低温阴雨，雨日较多；夏季高温湿热，水气含量大，暴雨集中；秋季天气晴朗，秋高气爽，常有寒露风，偶有台风；冬季低温，雨量稀少，出现低温霜冻。

2 地基强夯方案

变电站场地面积约 2400m² ，场地西低东高，西边回填最深，约为 22 米，东边回填约 10 米；强夯处理方案：挖除表层植被土，回填料采用 3:7 碎石土，按 5m～7m 进行分层强夯回填。点夯夯击能为 4000kN•m、满夯夯击能为2000kN•m，点夯锤底直径 2.5m 左右，重量不小于 20t，并有通气孔，保证施工中的畅通；点夯结束后，推平场地，进行两序 2000kN• Σ_m 的满夯。满夯遍数第一序 2 遍，第一序结束后推平场地进行第二序满夯，第二序满夯遍数 1遍。满夯中，夯点相互搭接不小于 1/3 锤底直径。要求夯后地基承载力特征值fak ⩾180kPa ，Es 不小于 10MPa 。

强夯施工于 2024 年 10 月份完成，并于 10 月底进行了平板载荷试验，检测数据如下图：

从表中可以看出，所选 6 个检测点地基承载力均大于 180kPa ，变形模量区间为 28.07MPa～39.69MPa_⨀ 。

3 项目现状

变电站设备基础于 2024 年 11 月开始施工，2025 年 1 月完工，在 2025 年5 月以前，基础沉降基本是几毫米左右；进入 5 月份，随着雨季的到来，基础沉降逐渐加大并发生倾斜，到 6 月底，沉降已经达到约 260mm ，倾斜度已达到3% ，远大于设备厂家要求倾斜度要求0.3/1000，基础周边地面明显的裂缝、凹陷。现场情况如下图：

4 原因分析

根据规范 ¹²¹6.3.5 条计算公式 6.3.5-4，

式中：s—地基最终变形量 mm

E₀ 一土的变形模量（ MPa) p₀ -相应于荷载效应准永久组合标准值的基底附加压力（MPa）;b —基础宽度（ mm α 经验系数，按当地经验取值。缺乏经验时，可按表基础沉降最终沉降量约为 8mm ，满足正常使用要求。

整个场地在完成强夯地基处理后，可以显著减少后续固结沉降量，但并不能完全消除；通过对现场的勘察，变电站周边虽然设置有排水沟，但整个场地的排水系统尚未完善，大雨来临时，外部场地的水通过排水沟倒灌入场地内，导致基础被水浸泡，地基软化，产生明显沉降及倾斜。

另外，根据场地平整后的试验报告中变形模量的数据，可以看出整个场地虽然经过了地基处理，但地基的不均匀性比较明显 , 地基土压缩性能差异大，这也是基础沉降较大的一个重要因素。

5 结论

在合适的工程地质条件下，经过合理设计和施工的强夯地基，能够满足作为持力层的要求，具有较高的可行性，并且具有施工简单、成本较低、处理效果好等优点，在工业与民用建筑、交通、水利等领域广泛应用，若强夯完成后恰逢雨季，应监测含水率，防止雨水渗透导致地基土含水率上升、承载力下降；同时需根据场地地质条件、周边环境限制综合判断适用性，必要时结合其他方法（如强夯 +CFG 桩）或者强夯后建筑物基础直接采用桩基以弥补其局限性。

参考文献：

[1] GB 50007-2011 建筑地基基础设计规范 [S. 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2012.

[2] DBJ15-31-2016 建筑地基基础设计规范 [S. 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2016.

[3] JGJ79-2012 建筑地基处理技术规范 [S. 北京 : 中国建筑工业出版社 ,2012.