強夯法加固地基理論及應(yīng)用

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1、強夯法加固地基理論及應(yīng)用李春鵬汪波朱林鋒濟南市勘察測繪研究院山東濟南250013摘要：強夯法是地基處理的一種常用方法，木文著重闡述了強夯法的加固機理，系統(tǒng)地闡述了強夯法設(shè)計計算的步驟及相關(guān)參數(shù)的確定，并以工程實例加以佐證。關(guān)鍵詞：強夯法；吹填砂；地基處理；參數(shù)1強夯法加固機理強夯法一般釆用8?40t的重錘、8?20m的落距（最高為40m）對土層進(jìn)行強力夯擊，巨大的沖擊能量在土中產(chǎn)生很大的沖擊波和動應(yīng)力，從而提高土的強度，降低壓縮性，改善土的液化條件，清除濕陷性黃土的濕陷性等功能，同時還能提高土層的均勻程度，從而減少差異沉降。如果將地基視為彈性半空間體，則夯錘自由下落過程，也

2、就是勢能轉(zhuǎn)換位動能的過程，即隨著夯錘下落，勢能越來越少，動能越來越大，在落到地面以前的瞬間，勢能的極大部分都轉(zhuǎn)換成動能，夯錘夯擊地面時，這部分動能除一部分以聲波形式向四周傳播，一部分由于夯錘和土體摩擦而變成熱能外，其余的大部分沖擊動能則使土體產(chǎn)生自由振動，并以壓縮波（亦稱縱波，P波）、剪切波（橫波、S波）和瑞利波（表面波，R波）的波體系聯(lián)合在地基內(nèi)傳播，在地基中產(chǎn)生一個波場。圖1表示離開震源（夯擊點）一定距離處的波長。[引自Woods,1968]2強夯法加固的適應(yīng)范圍我國《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）認(rèn)為，強夯法適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土，

3、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。對高飽和度的粉土與粘性土地基，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。3設(shè)計計算1）有效加固深度的確定有效加固深度是指在正常的施工條件下，地基土的控制指標(biāo)滿足設(shè)計要求的深度。影響有效加固深度的主要因素有夯錘錘重（W）、提升高度（h）和錘底面積（八）,其次還有夯擊次數(shù)、夯點間距、每遍夯擊間隔吋間、土體平均含水量、地下水位、不同土層的厚度和埋藏順序以及其它強夯的設(shè)計參數(shù)等。在具體應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)不同的土質(zhì)和工程實際，具體問題具體分析。2）夯擊遍數(shù)夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定。確定工程夯擊遍數(shù)的原則是根據(jù)壓縮層的厚度、土質(zhì)條件和設(shè)計對沉降的要求來確定。一般可

4、用下面方法控制：②根據(jù)設(shè)計要求夯到標(biāo)高為止。③在有的情況下，可根據(jù)經(jīng)驗來確定。根據(jù)資料報導(dǎo)，對于砂礫，砂質(zhì)土和垃圾土，夯擊遍數(shù)為2~3遍；粉質(zhì)土為3?8遍。最后再.對全部場地進(jìn)行輕量級夯擊，使表層1?2m范圍的土層得以夯實。3）申擊窮擊能單擊夯擊能其值等于錘重和落距的乘積，按式確定，單擊夯擊能一般根據(jù)加固土層的厚度、地基狀況和土質(zhì)成分。一般說夯擊吋最好錘重和落距大，則單擊能量大，夯擊擊數(shù)少，夯擊遍數(shù)也相應(yīng)減少，加固效果和技術(shù)經(jīng)濟較好。單擊夯擊能太小，就無法使水與土顆粒產(chǎn)生相對流動，水就不能排出，在這種情況下僅僅靠增加夯擊數(shù)不能產(chǎn)生加固效果。因此單擊夯擊能不能太小，一般應(yīng)滿足

5、在單擊設(shè)計加固范圍內(nèi)的土層得到了改良的要求。4）最佳夯擊能最佳夯擊能一般通過單點夯試驗確定，對于粘性土地基，由于孔隙水壓力的消散慢，隨著夯擊能的增加，孔隙水壓力可以疊加，因而可根據(jù)冇效加固深度孔隙水壓力的疊加來選定最佳夯擊能。對于砂性土地基，由于孔隙水壓力的增加和消散過程快，孔隙水壓力不能隨夯擊能的增加而疊加，當(dāng)孔隙水壓力增量隨夯擊次數(shù)的增加趨于穩(wěn)定時，可認(rèn)為砂土能夠接受的能量已達(dá)到飽和狀態(tài)。5）間隔吋間間歇吋間取決于超孔隙水壓力的消散吋間。應(yīng)通過試夯來確定間隔吋間。土中超孔隙水壓力的消散率與土的類別、夯點間距等因素冇關(guān)。對砂性土其滲透系數(shù)大，一般在數(shù)分鐘和2?3小吋即可消

6、散完。但對于滲透性差的粘性土地基，一般需要數(shù)周才能消散完。當(dāng)缺少實測孔壓資料吋，可根據(jù)地基土的滲透性確定間歇時間，對于滲透性差的粘性土地基的間隔時間，一般不少于3?4周，一般滲透性較好的粘性土1?2周，對滲透性好的地基可連續(xù)夯擊。6）夯擊點布置夯擊點布置是否合理與夯實效果和施工費用有直接關(guān)系。夯點的平面布置應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類型，地基上情況和要求的加固深度確定，夯點平面布置的合理與否及夯實效果和施工費用有直接關(guān)系①對大面積或飽和粘性土，采用“正方形插擋法”布置。這樣會使孔隙水壓力有充足的吋間消散，不易形成“彈簧土”。②對條形基礎(chǔ)，采用“點線插檔法”布置，這種布置方式效果好，

7、速度快。③對砂性土、含水量較低的冋填土或拋石擠淤加強夯，可采用普夯法加固。④對柱基底加固可用點夯，該法速度快，造價低。⑤對一些加固深度較大，由于己有的設(shè)備能量大小受到限制或由于墊層厚度很大，能量在該層中消耗較大，可能達(dá)不到要求，這吋可以采用二次夯擊，即先在某較低的標(biāo)高上夯完，在回填到設(shè)計標(biāo)高，進(jìn)行第二次夯擊，一般會得到較好的效果。7）夯擊次數(shù)0前，在工程實踐中，除了按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定夯擊次數(shù)外，同時要滿足最后兩擊得平均夯沉量不大于50mm，當(dāng)夯擊能量較大時不大于100mm的規(guī)定。除此之外，