強(qiáng)夯法加固地基理論及應(yīng)用

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1、強(qiáng)夯法加固地基理論及應(yīng)用李春鵬汪波朱林鋒濟(jì)南市勘察測(cè)繪研究院山東濟(jì)南250013摘要：強(qiáng)夯法是地基處理的一種常用方法，木文著重闡述了強(qiáng)夯法的加固機(jī)理，系統(tǒng)地闡述了強(qiáng)夯法設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟及相關(guān)參數(shù)的確定，并以工程實(shí)例加以佐證。關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯法；吹填砂；地基處理；參數(shù)1強(qiáng)夯法加固機(jī)理強(qiáng)夯法一般釆用8?40t的重錘、8?20m的落距（最高為40m）對(duì)土層進(jìn)行強(qiáng)力夯擊，巨大的沖擊能量在土中產(chǎn)生很大的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，從而提高土的強(qiáng)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(shí)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(guò)程，也

2、就是勢(shì)能轉(zhuǎn)換位動(dòng)能的過(guò)程，即隨著夯錘下落，勢(shì)能越來(lái)越少，動(dòng)能越來(lái)越大，在落到地面以前的瞬間，勢(shì)能的極大部分都轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，夯錘夯擊地面時(shí)，這部分動(dòng)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(dòng)能則使土體產(chǎn)生自由振動(dòng)，并以壓縮波（亦稱(chēng)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(gè)波場(chǎng)。圖1表示離開(kāi)震源（夯擊點(diǎn)）一定距離處的波長(zhǎng)。[引自Woods,1968]2強(qiáng)夯法加固的適應(yīng)范圍我國(guó)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）認(rèn)為，強(qiáng)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(duì)高飽和度的粉土與粘性土地基，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。3設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)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(diǎn)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(qiáng)夯的設(shè)計(jì)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(shí)際，具體問(wèn)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(jì)對(duì)沉降的要求來(lái)確定。一般可

4、用下面方法控制：②根據(jù)設(shè)計(jì)要求夯到標(biāo)高為止。③在有的情況下，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。根據(jù)資料報(bào)導(dǎo)，對(duì)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(duì)全部場(chǎng)地進(jìn)行輕量級(jí)夯擊，使表層1?2m范圍的土層得以夯實(shí)。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(shuō)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(jì)較好。單擊夯擊能太小，就無(wú)法使水與土顆粒產(chǎn)生相對(duì)流動(dòng)，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(jì)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(guò)單點(diǎn)夯試驗(yàn)確定，對(duì)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(lái)選定最佳夯擊能。對(duì)于砂性土地基，由于孔隙水壓力的增加和消散過(guò)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(shí)，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(guò)試夯來(lái)確定間隔吋間。土中超孔隙水壓力的消散率與土的類(lèi)別、夯點(diǎn)間距等因素冇關(guān)。對(duì)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(duì)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(shí)測(cè)孔壓資料吋，可根據(jù)地基土的滲透性確定間歇時(shí)間，對(duì)于滲透性差的粘性土地基的間隔時(shí)間，一般不少于3?4周，一般滲透性較好的粘性土1?2周，對(duì)滲透性好的地基可連續(xù)夯擊。6）夯擊點(diǎn)布置夯擊點(diǎn)布置是否合理與夯實(shí)效果和施工費(fèi)用有直接關(guān)系。夯點(diǎn)的平面布置應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，地基上情況和要求的加固深度確定，夯點(diǎn)平面布置的合理與否及夯實(shí)效果和施工費(fèi)用有直接關(guān)系①對(duì)大面積或飽和粘性土，采用“正方形插擋法”布置。這樣會(huì)使孔隙水壓力有充足的吋間消散，不易形成“彈簧土”。②對(duì)條形基礎(chǔ)，采用“點(diǎn)線插檔法”布置，這種布置方式效果好，

7、速度快。③對(duì)砂性土、含水量較低的冋填土或拋石擠淤加強(qiáng)夯，可采用普夯法加固。④對(duì)柱基底加固可用點(diǎn)夯，該法速度快，造價(jià)低。⑤對(duì)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(jì)標(biāo)高，進(jìn)行第二次夯擊，一般會(huì)得到較好的效果。7）夯擊次數(shù)0前，在工程實(shí)踐中，除了按現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(shí)不大于100mm的規(guī)定。除此之外，