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议强夯法在地基处理中应用 摘要：强夯法在地基处理中应用愈来愈广泛，本文首先介绍了强夯法处理地基的作用机理，通过工程实例,详细介绍了强夯法的信息化施工、施工管理以及特殊情况的处理等施工管理措施,分析了影响加固深度的主要因素及强夯施工中应注意的几个问题，以供工程技术人员参考。关键词：强夯法；地基处理；应用中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：前言强夯法是利用冲击能给地基冲击和振动,以提高地基强度、降低地基压缩性的一种经济实用、效果显著的施工方法。强夯法是一种经济高效的地基处理方法。强夯法加固地基,对进一步提高土地强度和均匀性,降低压缩性,消除不均匀沉降,改善土的物理力学性质和工程特性具有明显的效果。1、强夯法处理地基的作用机理分析1.1动力密实采用强夯加固大孔隙、粗颗粒、非饱和黄土是基于动力密实的机理,即用冲击型动力荷载,使土体中的孔隙减少,土体变得密实,从而提高地基土体强度。非饱和土的夯实过程,实际就是土中的气相(空气)被挤出的过程。其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起的。实际工程表明,6 在冲击动能作用下,地面会立即产生沉降,一般夯击一遍后,其夯坑深度可达0.6m~1.0m,夯坑底部形成一层超压密硬壳层,承载力可比夯前提高2倍~3倍,非饱和土在中等夯击1000kN.m~2000kN.m作用下,主要是产生冲切变形,在加固深度范围内气相体积大大减小,最大可减小60%。1.2动力固结用强夯法处理地基时,则是借助于动力固结的理论。即巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波,破坏了土体原有的结构,使土体局部发生液化并产生许多裂隙,增加了排水通道,使孔隙水顺利溢出,待超孔隙水压力消散后,土体固结。由于高含水率黄土的触变性,强度得以提高。2、强夯法地基处理方案2.1低能级强夯碎石桩方案由于本工程地基承载力提高幅度不大,较低夯击能量即可以满足要求,同时,在粉质黏土中设置碎石桩体有利于黏性土中超静孔隙水压力的消散,使地基土尽快固结。强夯各项施工参数为:单击夯击能为600kJ,夯点间距为310m@311m矩形布设,有效加固深度为4150m,碎石桩直径为600kJ,确定夯锤落距h>5m,在场地东部及中部各设一个试夯点。由此可以确定6~7击时为最佳夯击能状态,最后两击平均夯沉量控制在6cm左右。2)施工中信息反馈6 在强夯施工过程中,局部地段出现了“橡皮土”,原因是场地东部基槽下有一渗水井,查明受影响的土体范围后,使用挖掘机将井内淤泥质土和周边软土清除,在开挖后的坑内先填入毛石和砖块等粗骨料,上部回填场地内细碎建筑垃圾,然后对该处实施强夯,使骨料压密;为改善夯后土体的排水条件,在受渗水影响的黏性土地段按115m间距增设直径为2击。2.3强夯施工中质量控制措施1)强夯中的设计施工参数应结合已往施工经验并通过现场试夯予以确定,还应根据实际土质变化情况及时进行调整,强夯施工中信息反馈是很重要的。2)强夯法地基处理属隐蔽工程,施工质量直接关系到工程的安全和可靠性,因此必须严格按照施工规程和设计要求进行。3)施工过程中应认真做好各项原始记录,包括夯点编号、夯点施工日期、单击夯沉量、夯击数及总夯沉量等。4)强夯施工还必须注意对环境的保护,并应采取有效的防振与隔振措施。2.4强夯地基泡水问题的处理该地基经强夯处理后,经历了几次大雨天气,由于降雨量过大,基槽内的雨水来不及排出,使地基土受到严重浸泡,设置抽水泵进行坑内抽排水,减少水对地基土的浸泡时间,6 雨停后,用人工将残留雨水排干。雨季过后将基底表层土翻开进行晾晒。根据现场实际情况对地基进行详细调查,并对强夯地基进行测试,以确定强夯地基效果以及它的强度与变形特性,为治理方案提供依据。3、影响加固深度的主要因素1)夯锤底面积与加固深度。在工程实践中,一般认为强夯夯锤底面积的大小:a.与起重机本身的能力有关,底面积过大,受设备拨杆起吊角度限制;b.与待加固地基土体类型有关。一般说来,对于砂质土和碎石填土等粗粒采用小底面积2m2~4m2夯锤,对于黏性土采用3m2~4m2的夯锤,对于淤泥质土采用4m2~6m2的大底面积夯锤。究其原因,认为对于淤泥土,若采用小面积夯锤会发生入土过深从而吸锤,造成起锤困难,而在粗粒土中则影响不大。事实上,夯锤底面积的大小直接决定着夯锤着地时的动压力或称冲击压力,进而决定着强夯的加固深度。2)夯击能与加固深度。对于待加固的地基土体,所受应力除本身自重应力以外,唯一依靠的外应力便是夯锤的打击力,特定地基土体加固深度便直接由夯锤引起的外应力来决定。表述强夯夯击外应力的方式多种多样,如能量、动压力(P/A)6 等。但势能不仅与加固深度表现出良好的相关关系,而且由于量测计算以及表达方式简单,更易在工程上直接运用。3)土体特征与加固深度。强夯加固的对象是地基土体,土体被加固是整个强夯加固的最终目的,因此,土体本身的特征是决定强夯加固质量的重要因素。表述土体密实程度最为直接的指标是孔隙比(度)或土体的容重。与孔隙比相比,土体的容重不仅反映了土体中固体颗粒排列的松紧程度,更能反映固体颗粒的矿物组成,特别是干容重愈大的土体,说明颗粒排列愈紧密,孔隙度愈低。容重的提高是土体强度提高的直接标志之一。统计资料表明,土体的干容重可直接反映土体的容许承载力,有以下关系式:[R]=2.6rd-1.2。其中,[R]为地基土的容许承载力,kPa;rd为地基土的干容重。以往试验表明,角砾土的抗剪强度随含水量变化而变化的过程中存在一个突变临界值,当含水量小于11.0%时,抗剪强度随含水量增加而增加,而当含水量大于11.0%时,抗剪强度随含水量增加而急剧减小。4、强夯施工中应特别注意的几个问题1)为了使强夯后的地表达到设计基底标高,强夯常推掉一层表土在基坑内进行,这时应防止雨水流入基坑,强夯场地也应保持平整,不使雨水汇入低凹处。6 2)注意吊车、夯锤附近人员的安全,为防止飞出伤人,应在10m以外并戴安全帽,严禁在吊臂前站立。3)在饱和软弱土地基上施工,应保证吊车的稳定,因此有一定厚度的砂砾石、矿渣等粗粒料垫层是必要的。5、结语强夯加固地基的施工工艺比较简单，操作方便，加固效果良好，影响深度可达10m以上，可有效地提高地基的承载能力，并且适用于从砾石到黏性土的各类地基土，应用比较广泛。但是该方法加固地基的机理比较复杂，其理论和设计计算方法，还有待于进一步深入研究。参考文献[1]龚晓楠．地基处理手册[M].3版.北京：中国建筑工业出版社，2008：128-135.[2]张庆国．强夯法的加固机理和应用[M]．山东：山东科学技术出版社，2003：55-80.6
