摘要：強夯法是一種設(shè)備簡單、經(jīng)濟、實用的地基處理方法。目前，我國已廣泛應(yīng)用強夯法來加固碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土、素填土等各類地基。本文主要對強夯法加固地基施工技術(shù)進行探討。
　　關(guān)鍵詞：夯實法，地基處理，施工技術(shù)
　　強力夯實法簡稱強夯法，強夯法加固地基一般是反復(fù)將夯錘(質(zhì)量一般為10～40t)提升到一定高度使其自由落下(落距一般為10～40m)，對土進行強力夯實，其特點是先將機械能轉(zhuǎn)換為勢能、再變?yōu)閯幽?即夯實能)對土體產(chǎn)生沖擊作用，夯錘通過很大的沖擊能(500～8000kN•m)使地基土中出現(xiàn)沖擊波和很大的動應(yīng)力，排出土(石)體中的氣體和水體，迫使土(石)體迅速固結(jié)，降低其壓縮性，改善土的振動液化條件，消除濕陷性黃土的濕陷性等，并能提高土層的均勻程度。強夯法首先由法國于1969年用于夯實濱海填土，由于方法簡單，快速和經(jīng)濟，在地基中得到廣泛應(yīng)用。我國自從1975年在技術(shù)刊物上介紹強夯加固技術(shù)后，引起廣泛重視，并迅速得到推廣。從粉土、粉細砂土可液化地基到濕陷性黃土地基都有取得了較好的效果。
　　1強夯加固填土地基的主要參數(shù)設(shè)計
　　采用強夯技術(shù)進行地基處理，一定要根據(jù)工程地質(zhì)條件和使用要求合理正確地選擇各種參數(shù)，才能達到有效而經(jīng)濟的目的，設(shè)計中經(jīng)常遇到下列問題:錘重和落距，最佳夯擊遍數(shù)，兩次夯擊遍數(shù)的間歇時間、加固范圍和夯點布置等內(nèi)容。
　　1.1錘重和落距
　　通常根據(jù)試驗選擇的最佳夯擊能來確定錘重和落距，或根據(jù)起重機的起吊能力和要求加固的深度，按下式計算
　　H=a(wh/10)1/2(1)
　　式中H為加固深度，m；w為錘重，kN；h為落距，m；a為修正系數(shù)，可取0.34～0.80，亦可采用表1估算強夯的有效加固深度。
　　1.2最優(yōu)夯擊能、單遍最優(yōu)夯擊數(shù)、夯擊遍數(shù)
　　最優(yōu)夯擊能根據(jù)有效影響深度確定，一般粗顆粒土可取1000～3000kN•m；細顆粒土取1500～4000kN•m。
　　單遍最優(yōu)夯擊數(shù)可根據(jù)以下三條確定:①坑側(cè)周圍土體不發(fā)生過大的隆起；②夯坑不能過深，避免引起提錘困難；③每擊的夯實量不得過小。
　　夯擊遍數(shù)一般取2～4遍，但對滲透性低的細粒土，可適當(dāng)增加夯擊遍數(shù)。
　　表1強夯法的有效加固深度
　　單擊夯擊能/kN•m 碎石土、沙土等/m 粉土、粘性土、濕陷性黃土等/m
　　1000 5.6-6.0 4.0-5.0
　　2000 6.0-7.0 5.0-6.0
　　3000 7.0-8.0 6.0-7.0
　　4000 8.0-9.0 7.0-8.0
　　5000 9.0-9.5 8.0-9.5
　　6000 9.5-10.0 8.5-9.5
　　注:強夯的有效加固深度應(yīng)從起夯面算起
　　1.3間隔時間
　　根據(jù)土中超孔隙水壓力的消散情況，選取兩次夯擊遍數(shù)的間隔時間。對非飽和土、透水性好的砂土可連續(xù)夯擊，一般透水性較好的粘性土7～14d；透水性差的粘性土、淤泥質(zhì)土≥21～28d。
　　1.4加固范圍
　　強夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，超出寬度可自建筑物基礎(chǔ)外側(cè)邊線起增加加固深度的1/3～1/2距離，并≥3m。
　　1.5夯點布置
　　夯點布置見圖1。
　　①③①③①
　　③②③②③
　　①③①③①
　　③②③②③
　　方格布置
　　①③②③①③②
　　點線布置
　　注:①為第1遍夯點；②為第2遍夯點；③為第3遍夯點。
　　圖1夯點布置圖
　　夯點的位置可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型布置，一般采用等邊三角形、正方形或梅花形布置。對于片筏基礎(chǔ)可采用正方形布置，對條形基礎(chǔ)可采用點線布置，柱基則采用點夯法，對砂土和拋石強夯擠淤可用排夯法(錘印彼此搭接200～300mm)。
　　1.6夯點間距
　　夯點間距可根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類型、地質(zhì)條件確定，一般取夯錘直徑的1.5～2.0倍。土質(zhì)差且壓縮層厚度大時，第一遍夯擊點間距應(yīng)適當(dāng)增大，間距宜為6～8m。
　　2影響強夯加固效果的因素
　　(1)夯擊能是影響加固效果的關(guān)鍵。要提高加固效果和有效影響深度，首先要提高單擊夯擊能。
　　(2)土層的性質(zhì)及分布情況。上層土質(zhì)好而下層土質(zhì)松軟，或中間有硬土層，夯擊能往往被土質(zhì)好的土層所吸收，而影響軟弱土層的加固。
　　(3)土的含水率及飽和度，在很大程度上影響著強夯的效果。如飽和度過大，對粘性土甚至可能會出現(xiàn)橡皮土。
　　(4)應(yīng)根據(jù)具體條件和所要求達到的目的來確定施工方案，其中選擇夯點數(shù)量及布置、間距、夯擊遍數(shù)和各遍的施工時間間隔等施工技術(shù)參數(shù)是關(guān)鍵。
　　3施工工藝
　　強夯分4遍進行:第一遍為高能量隔行夯打，夯打后原地平整；第二遍也為高能量隔行夯打，夯打后原地平整，貫入度＜70～100mm；第三遍為中能量夯打，夯打6擊，貫入度＜50～70mm；夯后場地平整；第四遍為低能量滿夯，按梅花形點夯打，夯打3擊，貫入度<30～50mm。
　　4工程實例
　　某工程填土地基強夯處理地質(zhì)情況:第一層:紅黃色素填土，層厚4.4～5.0m，松散，稍濕，平均含水率為24%，主要由粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘性土等組成，新近堆填，承載力特征為80kN/m2。
　　第二層:黃紅色砂質(zhì)粘土，層厚3.5～4.6m，硬塑，濕潤，為花崗巖風(fēng)化后產(chǎn)物，平均含水率為26.4%，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為180kN/m2。
　　第三層:黃灰色砂質(zhì)粘土，堅硬，層厚2.5～4.5m，稍濕，平均含水率為23.9%，為花崗巖風(fēng)化后產(chǎn)物，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為280kN/m2。
　　第四層:黃灰色全風(fēng)化花崗巖，堅硬土狀，平均含水率為21.1%，層厚3.1～4.7m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值為400kN/m2。
　　地下水位埋深在4.9m以上。設(shè)計上要求對地基土的加固深度為4m(即在起夯面以下4m內(nèi)改善其壓縮性能，減小地面沉降，提高強夯區(qū)表土地基承載力)，用公式H=a(wh/10)1/2計算，采用2000kN•m的單擊夯擊能。
　　試驗情況:在重型機床的部位進行了400m2的試驗區(qū)工作，在試驗區(qū)采用10擊、15擊、20擊3種類型布置夯點，夯擊遍數(shù)分4遍進行，夯點布置按1.5條的方格布置，間距為4m，強夯范圍每邊超過建筑物首層外輪廓線4m。第一、二遍能級為2000kN•m，隔行夯打，第一遍后原地平整，然后進行第二遍夯打;第三遍能級為1500kN•m，夯后原地平整，再采用500kN•m能級進行第四遍滿夯，滿夯的錘印搭接部分不小于夯錘直徑的1/5～1/3，滿夯的目的是為了加固表層土，對夯后試驗區(qū)進行靜探、動探和土工試驗最終確定采用2000kN•m的強夯，4遍夯擊，單點擊數(shù)為10～15，最終沉降量＜50mm的施工參數(shù)，主廠房施工完畢后，對其進行了全面的檢測工作，通過靜力觸探，豎井取樣、載荷板試驗等技術(shù)手段，可知有效加固深度可達4.5m(從起夯面算起)，在處理范圍內(nèi)，干容重達到17.0～18.6kN/m3以上，并在強夯后的土層表部形成不透水的硬殼(滲透系數(shù)K=8.8×10-7cm/s)，地基土承載力特征值由原來的80kN/m2提高到180kN/m2。經(jīng)載荷板試驗、靜力觸探和土工分析，在有效加固深度(4.5m)內(nèi)，平均地基承載力特征值達180kN/m2，為原來的2倍多，但是由于強夯施工過程中碰到4～5d的暴雨天，造成部分軟弱夾層，甚至產(chǎn)生橡皮土。為消除這部分軟弱夾層及強夯過程中產(chǎn)生的橡皮土，采用了強夯置換法處理，墩體材料采用碎石(粒徑為5～20mm)，單擊夯擊能為1000kN•m，通過滿夯(5擊)處理，達到了預(yù)期效果。
　　5結(jié)束語
　　施工實踐證明,強夯法是處理填土地基的有效方法,該方法不僅工藝簡單可行、節(jié)約三材、工程效果顯著,而且適用范圍廣、費用低,能降低成本,提高經(jīng)濟效益。強夯加固地基以不耗貴重材料、造價低、工期短的特點成為我國地基處理的一項重要技術(shù)。
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