強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理的要點(diǎn)分析

摘 要 目前很多的地基處理都采用強(qiáng)夯法。本文就強(qiáng)夯法的作用原理及其地基加固的顯著效果進(jìn)行介紹，并提出了在施工中應(yīng)該注意的一些事項(xiàng)，還對(duì)強(qiáng)夯法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概述。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)夯法；地基處理；作用原理；施工

中圖分類(lèi)號(hào) TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)052-0106-01

1 概述

將夯錘反復(fù)提到高處，然后使其自由落下，給地基以沖擊和震動(dòng)能量，從而將地基夯實(shí)的地基處理方法即是強(qiáng)夯法，又稱為動(dòng)力固結(jié)法。強(qiáng)夯法適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土、黏性土、雜填土、濕陷性黃土、素填土地基的處理。主要是利用強(qiáng)夯來(lái)減少土的壓縮性，提高強(qiáng)度，改善土體抵抗液化能力、震動(dòng)和消除土的濕陷性。在鐵路路基、公路、工民建、機(jī)場(chǎng)跑道軟基處理工程、碼頭等工程中都廣泛的使用強(qiáng)夯法。

2 作用原理

強(qiáng)夯法是一種經(jīng)濟(jì)和有效的軟基加固方法。它的作用原理是通過(guò)將巨錘從高處自由落下，從而對(duì)軟基施加巨大的沖擊波和沖擊能，使土中產(chǎn)生較大的沖擊應(yīng)力。因?yàn)橥潦怯扇龖B(tài)組成的，即固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。強(qiáng)夯法使土體產(chǎn)生瞬間變形，壓縮土層的孔隙，使土體局部液化，并且在夯擊點(diǎn)周?chē)a(chǎn)生裂縫，因此可以形成良好的排水通道，排除孔中的氣體和水。排除氣體和水以后土粒進(jìn)行重新排列，經(jīng)過(guò)時(shí)效壓密達(dá)到固結(jié)，從而提高了地基承的載力，降低地基的壓縮性。強(qiáng)夯法還能夠改善砂類(lèi)土抵抗振動(dòng)液化的能力，進(jìn)而消除濕陷性黃土的濕陷性。

3 地基加固機(jī)理

在強(qiáng)夯作用下不同的地基土都會(huì)表現(xiàn)下面三種加固特征：固結(jié)作用，主要特征是孔隙水的排出；加密作用，主要特征是土體中氣體排出；預(yù)加變形作用，主要特征是各種顆粒成分在結(jié)構(gòu)上的重新排列及顆粒形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改變。

在強(qiáng)夯作用下軟土強(qiáng)度增長(zhǎng)從宏觀上來(lái)分析可分為4個(gè)階段：

1）夯加載階段：在落錘夯擊的那一瞬間施加在土體的夯擊會(huì)使地基產(chǎn)生動(dòng)應(yīng)力，并逐漸壓縮土體孔隙中和水中的氣體，當(dāng)氣體占土體積的百分比接近零的時(shí)候，土體就不可以再壓縮，因此會(huì)使孔隙水壓上升，且逐漸上升至與覆蓋壓力相等為止。

2）卸載階段：在卸去夯擊動(dòng)能的一瞬間，動(dòng)能的總應(yīng)力瞬間消失，然而土的孔隙水壓力依然保持在較高的水平，這時(shí)候的孔隙水壓力比有效應(yīng)力大，因此土體中就會(huì)有較大的負(fù)有效應(yīng)力存在，土體隨即會(huì)產(chǎn)生液化，土體中將會(huì)有裂隙產(chǎn)生，土的滲透性突然增加，可以使土中的孔隙水順利的排出。

3）固結(jié)階段：隨著孔隙水壓力的逐漸消散，將會(huì)使土中的裂隙閉合，并且使土的抗剪強(qiáng)度和變形模量快速增長(zhǎng)。

4）土的觸變恢復(fù)階段：等到孔隙水壓完全消散以后，土的變形模量和抗剪強(qiáng)度仍然會(huì)緩慢的增加，最終使地基加固。

4 地基處理效果

1）加固深層地基：強(qiáng)夯法可以有效的加固深層地基，國(guó)內(nèi)有效的加固深度一般從5 m到10 m。高能量的強(qiáng)夯法加固深度可以大于10 m。

2）提高地基的承載力：經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯法施工后的天然地基會(huì)成倍的提高其承載力，對(duì)于黏土，可以將承載力提高1倍-3倍；對(duì)于砂土和泥灰?guī)r土，可以將承載力提高2倍-4倍；對(duì)于粉質(zhì)黏土，可以將承載力提高4倍以上。

3）消除濕陷性：將自重濕陷性黃土地基夯擊加固以后，可以將黃土的濕陷性深度明顯的消除。

4）消除液化：飽和疏松粉細(xì)砂為可液化土，對(duì)飽和疏松粉細(xì)砂進(jìn)行強(qiáng)夯以后可以消除其土的液化。

5）縮短工期：強(qiáng)夯法的施工速度很快，而且在強(qiáng)夯設(shè)備退場(chǎng)以后，可以直接進(jìn)入下一環(huán)節(jié)的施工，因此節(jié)省了大量的等待時(shí)間，縮短了工期。

6）減少不均勻沉降：強(qiáng)夯法加固地基，增大了土的密度，降低了壓縮系數(shù)，減小了孔隙比，很大程度的改善了地基的均勻性，將施工加固后的地基差異沉降值控制在規(guī)定的限度以內(nèi)。

5 施工要點(diǎn)

施工前要調(diào)查影響強(qiáng)夯法施工的各種不利因素，如強(qiáng)夯范圍內(nèi)地表附著物與地質(zhì)情況、各種地下管線的位置和標(biāo)高、地下構(gòu)造物等。對(duì)這些不利因素要采取切實(shí)可行的措施來(lái)消除各種安全隱患。如果強(qiáng)夯施工所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)鄰近建筑物和建筑物內(nèi)設(shè)備或者人員可能產(chǎn)生危害，要在施工現(xiàn)場(chǎng)有代表性地場(chǎng)地上選取一個(gè)或幾個(gè)試驗(yàn)區(qū)，進(jìn)行試夯或試驗(yàn)性施工。試驗(yàn)區(qū)數(shù)量的確定要根據(jù)建筑場(chǎng)地復(fù)雜程度、建筑類(lèi)型、建設(shè)規(guī)模。同時(shí)還要設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并且采取開(kāi)挖減振溝等防振或者隔振措施，做好現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)的排水和防護(hù)設(shè)施。

強(qiáng)夯法的施工步驟如下：對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理、平整；將第一遍夯點(diǎn)的位置標(biāo)出，并且測(cè)量出場(chǎng)地的高程；起重機(jī)就位，并將夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)的位置，并且測(cè)量錘頂?shù)母叱?；將夯錘起吊到至預(yù)定的高度，等到夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，再次測(cè)量錘頂?shù)母叱蹋绻l(fā)現(xiàn)夯錘因坑底傾斜而造成歪斜，要及時(shí)整平坑底；按照設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)和控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊；然后用推土機(jī)將夯坑填平，并且再次測(cè)量場(chǎng)地的高程；在規(guī)定的時(shí)間間隔以后，再按上述步驟逐次完成全部的夯擊，最后進(jìn)行滿夯，滿夯時(shí)用低能量將場(chǎng)地表層松土夯實(shí)，并測(cè)量出夯實(shí)后場(chǎng)地的高程。

強(qiáng)夯施工結(jié)束以后要間隔一定的時(shí)間才能檢驗(yàn)地基的質(zhì)量。對(duì)于砂土和碎石土地基間隔的時(shí)間可以是1-2周；低飽和的粉土和黏性土地基間隔的時(shí)間可以是2-4周；地基質(zhì)量檢驗(yàn)的方法，最好是根據(jù)土性來(lái)選用原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)。一般的工程要采取至少兩種方法進(jìn)行檢驗(yàn)；對(duì)于重大的工程項(xiàng)目在增加檢驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，也可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)大壓板載荷試驗(yàn)；質(zhì)量檢驗(yàn)數(shù)量的確定要根據(jù)場(chǎng)地復(fù)雜程度和建筑的重要性。如果是簡(jiǎn)單場(chǎng)地上的一般建筑物，每個(gè)建筑物地基的檢驗(yàn)點(diǎn)要大于3處；如果是復(fù)雜場(chǎng)地或重要的建筑物地基要增加檢驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量，而且檢驗(yàn)深度要大于設(shè)計(jì)處理的深度。

6 強(qiáng)夯法的優(yōu)缺點(diǎn)

強(qiáng)夯法的優(yōu)點(diǎn)有：設(shè)備簡(jiǎn)單、適用范圍廣、加固效果顯著、需要人員少、施工工期短、節(jié)省材料、經(jīng)濟(jì)易行等，已經(jīng)受到了廣泛的使用。但是強(qiáng)夯法也有一定的限制：①?gòu)?qiáng)夯法處理的土層最好是碎石土、濕陷性黃土、砂土、低飽和底的粉土與黏性土，素填土、雜填土等地基；②強(qiáng)夯處理的有效加固深度一般為

5 m-10 m以內(nèi)，加固深度以下的土層最好要沒(méi)有軟弱層。如果有軟弱層，施工的時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)這片夯下去那邊鼓起來(lái)的現(xiàn)象，軟弱層會(huì)產(chǎn)生塑性流動(dòng)現(xiàn)象，而且要進(jìn)行軟弱下臥層的驗(yàn)算；③強(qiáng)夯法對(duì)土質(zhì)的含水量要求比較高，要注意天氣的狀況，下雨天多的時(shí)候土質(zhì)含水量大，不能施工，但是太干燥也不能進(jìn)行施工；④要注意有效加固深度以內(nèi)不同深度土的密實(shí)度是不一樣的，所以驗(yàn)收的時(shí)候一般都要作壓板靜載試驗(yàn)；⑤強(qiáng)夯法噪聲、振動(dòng)大，在市區(qū)密集建筑區(qū)不適合采用此方法；⑥強(qiáng)夯法的理論還不是很成熟，必須采用現(xiàn)場(chǎng)試夯才能最后確定強(qiáng)夯參數(shù)。

7 結(jié)束語(yǔ)

強(qiáng)夯法因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在地基處理中受到了廣泛的使用。但是，強(qiáng)夯法也存在一定的問(wèn)題和限制性，所以仍然需要更為系統(tǒng)全面的研究，才能更好的利用這種方法。

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