淺析強(qiáng)夯法在地基加固中的應(yīng)用

王新剛

陜西壓延設(shè)備廠，陜西富平 711711

0 引言

地基處理加固問題一直以來都是工程建設(shè)中的技術(shù)關(guān)鍵之一，并在很大程度上控制著工程投資總額和工期的長(zhǎng)短。最近30年以來，國(guó)內(nèi)外在地基處理技術(shù)方面發(fā)展十分迅速，傳統(tǒng)方法得到改進(jìn)，新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)。

1 強(qiáng)夯法的加固機(jī)理

強(qiáng)夯法是非常有效的地基加固方法之一，但是一直以來，關(guān)于強(qiáng)夯法加固地基的機(jī)理卻在國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者那里沒有形成一致的看法，他們從不同的角度對(duì)強(qiáng)夯機(jī)理進(jìn)行了研究，提出了很多各自的看法。關(guān)于強(qiáng)夯機(jī)理，首先應(yīng)該分為宏觀機(jī)理和微觀機(jī)理；其次，對(duì)飽和土和非飽和土應(yīng)該家以區(qū)分，而在飽和土中，粘性土與無粘性土還應(yīng)該加以區(qū)別。因粘性土具有觸變性特點(diǎn)，土體強(qiáng)度得到恢復(fù)和增強(qiáng)，L.Ménard根據(jù)這些現(xiàn)象提出了一個(gè)與太沙基靜力固結(jié)理論不同的，新的動(dòng)力固結(jié)模型和理論。另外對(duì)特殊土，如濕陷性黃土等，應(yīng)該考慮它的特征；再次，在研究強(qiáng)夯法機(jī)理時(shí)應(yīng)該首先確定夯擊總能量中真正用于加固地基的那一部分，而后再分析此部分能量對(duì)地基土的加固作用。范維恒等曾提出用“爆炸對(duì)比法”來確定用于加固地基的能量。

2 強(qiáng)夯法的設(shè)計(jì)和施工要點(diǎn)

2.1 強(qiáng)夯設(shè)計(jì)

強(qiáng)夯設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是確定合理的技術(shù)工藝參數(shù)。這些參數(shù)包括：錘重、落距、最佳夯擊能量、夯擊遍數(shù)、夯點(diǎn)布置、強(qiáng)夯范圍、兩次夯擊間隔時(shí)間等。

2.1.1 夯擊能量

強(qiáng)夯設(shè)計(jì)首先要針對(duì)具體場(chǎng)地條件及工程設(shè)計(jì)要求的地基加固深度和效果確定所需要的單點(diǎn)夯擊能量，以便選擇強(qiáng)夯機(jī)具。單擊夯擊能主要取決于土層厚度和類別等，可按下面經(jīng)驗(yàn)公式估算：

E=(H2/K)g

式中 E—單擊夯擊能（kN·m）；

M—錘重（kN）；

g—重力加速度（9.8m/s2）；

h—落距（m）；

H—地基加固深度應(yīng)（從起夯面算起）；

K—修正系數(shù)，一般粘性土取0.5，砂性土區(qū)0.7，黃土取0.35～0.5。

最佳夯擊能是指在夯擊過程中地基中的孔隙水壓力增加到等于土的上覆壓力時(shí)的夯擊能，對(duì)粘性土而言，夯擊過程中孔隙水壓力消散慢，隨夯擊能逐漸增加，孔隙水壓力亦相應(yīng)地快速疊加增長(zhǎng)，可按此疊加值確定最佳夯擊能（夯擊次數(shù)），由于孔隙水壓力隨深度增大而減小，與土的自重壓力正好相反，最佳夯擊能宜按有效加固深度確定。最佳夯擊能確定后，夯擊次數(shù)也隨之確定了。但夯擊次數(shù)應(yīng)滿足下列條件：最后兩擊平均夯沉量不大于50mm,當(dāng)單點(diǎn)夯擊能較高時(shí)，不大于100mm；夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起；不因夯坑深而發(fā)生起錘困難。

2.1.2 其它因素

夯擊點(diǎn)位置應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型，采用正三角形、等腰三角形或正方形布置。夯點(diǎn)間距應(yīng)視欲加固土層厚度、土質(zhì)條件和單點(diǎn)夯擊能等因素確定。一般情況下，第一遍夯點(diǎn)間距可取5～9m，以后各遍可與第一遍相同或適當(dāng)減少。對(duì)于土質(zhì)差、厚度大因而加固要求大的軟弱土層或單點(diǎn)夯擊能加大的工程，第一遍夯擊點(diǎn)間距宜適當(dāng)增大，可取7～15m。為避免邊界效應(yīng)引起建筑物的不均勻沉降，強(qiáng)夯處理地基的范圍應(yīng)大于建筑物最外側(cè)地基軸線在擴(kuò)大1～2排夯點(diǎn)，擴(kuò)大的具體范圍取決于要求加固深度。一般為超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計(jì)加固深度的1/2～2/3，且每邊或加寬3～5m。

2.2 施工要點(diǎn)

2.2.1 施工前場(chǎng)地準(zhǔn)備工作

強(qiáng)夯需要的主要機(jī)具和設(shè)備包括：夯錘、起重機(jī)和脫鉤裝置等部分。在強(qiáng)夯施工之前，場(chǎng)地應(yīng)做好一下準(zhǔn)備工作：

1）強(qiáng)夯前應(yīng)查明場(chǎng)地范圍內(nèi)地下構(gòu)筑物，管線和其他設(shè)施的位置及標(biāo)高等參數(shù)，并采取必要的措施加以妥善處理，以免強(qiáng)夯施工時(shí)造成損壞；2）當(dāng)強(qiáng)夯施工所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)鄰近建筑物或其他設(shè)施會(huì)產(chǎn)生有害影響時(shí)，應(yīng)采取防振，隔振或其他必要措施；3）當(dāng)場(chǎng)地地下水位高或夯坑內(nèi)積水影響施工時(shí)，宜采用人工降低地下水或鋪填一定厚度的松散材料；場(chǎng)地或夯坑內(nèi)積水應(yīng)及時(shí)排出。

2.2.2 強(qiáng)夯施工基本步驟

1）清理并平整施工場(chǎng)地；2）標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，并測(cè)量場(chǎng)地高程；3）起重機(jī)就位，夯錘置于夯點(diǎn)位置；4）測(cè)量夯前錘頂高程；5）將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由落下后放下吊鉤，再次測(cè)量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)整平坑底；6）重復(fù)步驟5，按設(shè)計(jì)夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊；7）重復(fù)步驟3～6，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊；8）用推土機(jī)將夯坑填平，并測(cè)量場(chǎng)地高程；9）在規(guī)定的間隔時(shí)間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將場(chǎng)地表層松土夯實(shí)，并測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。

2.2.3 施工檢測(cè)

應(yīng)該在施工過程中配以專人來做下列檢測(cè)工作：

1）在開夯前檢查夯錘質(zhì)量和落距，以確保單擊夯擊能量符合設(shè)計(jì)要求；2）應(yīng)在每遍夯擊前對(duì)夯點(diǎn)放線進(jìn)行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應(yīng)及時(shí)糾正；3）按設(shè)計(jì)要求檢查每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量。

2.2.4 施工記錄

強(qiáng)夯施工過程中，應(yīng)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)及施工情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。

3 結(jié)論

強(qiáng)夯法是建筑工地中軟土地基處理常用的方法，也是一種經(jīng)濟(jì)高效的地基處理方法。雖然它的施工機(jī)械比較簡(jiǎn)單，施工工藝也不復(fù)雜，但在施工過程中，仍然要以安全生產(chǎn)為第一，謹(jǐn)慎對(duì)待，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格按照施工步驟來，打造優(yōu)良工程。

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