巖土工程地基處理中強夯法的應用研究

王劉星

摘要：巖土工程作為難度大、技術(shù)高的基礎(chǔ)建設(shè)工程，在工程建設(shè)中有著極其重要的地位。巖土工程地基處理中的強夯法在實際應用中效果很好，可以有效的提高地基承載力，減小地基不均勻沉降，在節(jié)約建筑資源、減少工程成本等方面發(fā)揮了重要作用，收到了明顯的社會效益，所以對其應用的研究具有重要意義?；诖耍疚闹饕偷鼗幚碇械膹姾环ㄕ归_了分析探討。

關(guān)鍵詞：巖土工程;地基處理;強夯法

引言

近年來隨著社會經(jīng)濟和建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑地基成為了目前工程建設(shè)最為關(guān)注的問題之一。地基處理即通過一系列技術(shù)措施為地基進行加固和改進，人工增加建筑地基的支撐能力、抗?jié)B能力、抗壓能力等并改善地下水文條件等。要從根本上杜絕地基傾倒失穩(wěn)、不均勻沉降等問題，需要在處理地基時加大科技投入、提高技術(shù)水平，針對不同巖土層進行合理化處理，以此保證工程質(zhì)量，建筑安全性和抗震性合格，延長建筑使用壽命。而地基處理中的強夯法具有設(shè)備簡單、施工方便、適用范圍廣、節(jié)約材料等優(yōu)點被廣泛應用。

1強夯法概述

強夯法是通過強力沖擊夯實地基的一種方法，通常是用起吊設(shè)備吊起重10噸以上的巨型夯錘，使其在一定高度垂直地基做自由落體運動，由此產(chǎn)生強大的振動和沖擊力來夯實地基，夯擊錘在夯坑周圍產(chǎn)生的應力波將地基變得更加緊實，以此加固地基。這種方法是目前我國運用比較普遍和有效的加固技術(shù)，能顯著提高地基的機械強度和承載能力，而且該技術(shù)還在不斷發(fā)展。強夯法主要適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土、粘性土及填土地基。如果對含水率較高的土質(zhì)使用強夯法加固，那會由于較大的沉降量而難以控制夯擊位置，進而加大地基處理的難度。如飽和度較高的粘土或粘性土等地基，如果在夯坑內(nèi)回填碎石、塊石或其他粗顆粒的材料實施強夯置換時，應通過現(xiàn)場試驗對其適用性進行確定。針對粘性土地基，一般采用分遍間歇夯擊或連續(xù)夯擊的方法，并按照工程的實際需求現(xiàn)場試驗確定夯實的次數(shù)和夯實的有效深度。

2強夯法的設(shè)計

2.1加固深度和最佳夯擊能

地基處理方案的重要依據(jù)是敏感參數(shù)，采用強夯法雖然能有效加固深度，但應根據(jù)當?shù)毓こ探?jīng)驗或現(xiàn)場試夯確定強夯的有效加固深度。理論上把使地基出現(xiàn)的孔隙水壓力可以達到土的自重應力的夯擊能稱為最佳夯擊能，如果孔隙水壓力的增加值隨著夯擊次數(shù)的增加而逐漸達到穩(wěn)定時，可以把此時的夯擊能稱為最佳夯擊能，還可以綜合考慮地基土的結(jié)構(gòu)類型、要求處理的深度、擬建建筑荷載大小等因素，并現(xiàn)場試夯最終確定。

2.2夯點的間距

應該根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類型、地下水、地基土情況綜合確定，一般情況是夯錘直徑的1.5-2.0倍，如果夯擊能量比較大時，可以適當加大夯點的間距。

2.3強夯夯擊次數(shù)

應該建筑物的使用要求和地基土的性質(zhì)確定夯擊的遍數(shù)，通常夯擊2—3遍，按照夯坑出現(xiàn)最大壓縮量，夯坑周圍隆起最小的量確定終夯夯擊次數(shù)。另外除了根據(jù)現(xiàn)場試夯所得的夯擊次數(shù)和夯沉量的關(guān)系曲線確定終夯之外，還應該滿足：保證夯坑周圍的地面不產(chǎn)生較大的隆起，不能因夯坑太深而給起錘帶來困難。

2.4強夯的間隔時間

強夯的間隔時間指的是兩遍夯擊間隔的時間，兩遍夯擊的間歇，可以使土中超靜孔隙水壓力消散。一般兩遍夯擊的間隔時間應大于一周（石料為主的填土層除外）;對于滲透性較差、含水量較高的黏性土地基，間隔時間應大于3-4周，使超靜孔隙水壓力消散達到85%以上。如果施工單位有相關(guān)經(jīng)驗，也可以縮短間隔時間。

3強夯法施工技術(shù)控制要點及注意事項

（1）平整場地，按照勘察報告中場地地下水的分布特征，提前設(shè)置排泄地下水的通道或降低場地的地下水;（2）按照施工順序，從邊緣向中間分段進行施工;（3）夯實的時候按照設(shè)計的夯實參數(shù)進行夯實，使夯實的質(zhì)量得到保障，并用新土把夯實之后的夯坑填平;（4）在強夯施工中應該讓夯錘自由落下，沖擊產(chǎn)生的震動會對周邊建筑物造成影響，地基土的土質(zhì)特性決定了震動烈度的大小，夯擊順序應該由臨近建筑物逐漸向遠處移動，為了使夯擊震害減少，可以在周邊設(shè)置隔離防震溝;（5）應控制回填土的含水量在最優(yōu)含水量范圍之內(nèi)，如果含水量比最優(yōu)含水量低，鉆孔灌水或灑水滲透。在雨天進行強夯時應采取措施防止周邊雨水匯入場地，如設(shè)置截洪溝、排水溝等;（6）對施工過程做好記錄，并對夯錘的落距和質(zhì)量、夯前的夯點位置、夯坑位置、夯擊遍數(shù)、和測量的標高數(shù)據(jù)進行檢查;（7）按照設(shè)計布置的夯點嚴格的進行放線和夯擊，并根據(jù)試夯確定的間隔時間、夯擊遍數(shù)、夯擊擊數(shù)、落距、錘重等參數(shù)進行施工;（8）施工中應該安排人工導向，在滿夯時對吊車的位置隨時調(diào)整，避免以吊車為中心的扇形面出現(xiàn)，而對夯擊的效果造成影響。

4強夯法在巖土地基處理中的應用

4.1工程的概況

某工程的地基處理法為強夯法，工程施工場地是非自重的濕陷性黃土場地。該地基運用強夯法對地基進行加固處理和回填，采用二遍強夯施工，第一遍是點夯，第二遍是滿夯，布點為梅花形。完成強夯平整場地后，運用鏈軌機械振動碾壓至加固地基的要求。

4.2操作步驟

回填70cm的黃土后進行場地平整;針對試驗場地進行分區(qū)，然后就第一遍夯點進行標注，并測量好場地的高程;同時在指定的合理位置安置起重機，將夯錘和夯點位置對準;在強夯之前需準確測量夯錘頂高程;當夯錘升至相應高度時，脫鉤裝置自動開啟，夯錘脫鉤自由下落。此時，放下吊鉤并測量夯錘頂部高程，若發(fā)現(xiàn)坑底部傾斜或夯錘歪斜，則需及時平整夯坑底部，然后重復以上步驟;依照設(shè)計要求的夯擊次數(shù)與控制標準，來完成一個夯點的夯擊;把夯錘移到下一夯點，完成第一遍全部夯點的夯擊;用挖掘機將夯坑進行填平，之后對場地高程進行測量。

4.3間歇期

強夯間歇期第一遍點夯后間歇7天，第二遍間歇12天。根據(jù)操作步驟完成施工后，對夯后場地的高程進行測量。

4.4單遍點夯夯擊收錘及控制標準

每夯點每遍夯擊次數(shù)應該大于八擊，最后兩擊平均夯沉量小于50mm（夯擊能小于4000KNm），保障夯坑周圍的地面不能有較大的隆起產(chǎn)生，不得出現(xiàn)因夯坑較深而出現(xiàn)起錘困難的情況。

4.5強夯質(zhì)量檢測

檢驗強夯效果的方法主要有土工試驗、標準貫入試驗、靜載荷試驗等。一般的工程應該采取兩種或兩種以上檢驗方法，重要的工程項目應該增加檢驗的項目，還可以針對現(xiàn)場做大壓板載荷試驗。隨著夯擊后間歇時間的增加土體的強度也隨之增加，對強夯效果的測試應該在強夯之后的1～4周之內(nèi)進行，在強夯結(jié)束后不應該立即測試，否則會測出偏低的強度數(shù)據(jù)。

5結(jié)語

總之，地基處理在巖土工程中占著絕對重要的地位，因為地基是一切后續(xù)施工的基礎(chǔ)，其質(zhì)量直接影響整個工程的穩(wěn)定性和安全性。因此結(jié)合實際施工場地條件，選用合適經(jīng)濟的處理方法，以防止工程出現(xiàn)傾斜失穩(wěn)、變形破壞等問題非常的重要。本文主要就地基處理中的強夯法進行了分析研究，以供參考。未來隨著我國經(jīng)濟和建筑業(yè)的發(fā)展，會有更多的建筑物需要建設(shè)，因此對地基處理問題作進一步的研究，為工程建設(shè)提供更加經(jīng)濟節(jié)約、安全可靠的理論依據(jù)。

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