【摘 要】強(qiáng)夯法是地基處理方法之一,它適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土,濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強(qiáng)夯置換法。適用于高飽和度的粉土,軟流塑的粘性土等地基對(duì)變形控制不嚴(yán)的工程,在設(shè)計(jì)前必須通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確定其適用性和處理效果。強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法主要用來提高土的強(qiáng)度,減少壓縮性,改善土體抵抗振動(dòng)液化能力和消除土的濕陷性。
【關(guān)鍵詞】強(qiáng)夯法;加固地基;應(yīng)用
1 前言
強(qiáng)夯法,又稱之為動(dòng)力固結(jié)法,是用起重機(jī)械將8t—40t的夯錘起吊到6m—25m的高度自由落下,給地基以強(qiáng)大沖擊能量的夯擊,使土中出現(xiàn)沖擊波和沖劑應(yīng)力,迫使土體孔隙壓縮,土體局部液化。在夯擊點(diǎn)周圍產(chǎn)生裂縫,形成良好的排水通道,孔隙水和氣體溢出,使主粒重新排列,經(jīng)時(shí)效壓密達(dá)到固結(jié),從而提高地基的承載能力,降低其壓縮性的一種有效地基加固方法,也是我國(guó)目前最為常用和最經(jīng)濟(jì)的深層地基處理方法之一。1957年,英格蘭的道路研究所就曾運(yùn)用普羅克特(Proctov)擊實(shí)原理進(jìn)行過深層土體的壓實(shí)處理,但直到1970年前后,強(qiáng)夯法才在法國(guó)工程師路易斯?梅納(Louis?Meiiard)的開發(fā)和倡導(dǎo)下,真正大規(guī)模地應(yīng)用于深層土體的加固處理中。強(qiáng)夯法最初僅用于加固圓錐探頭阻力9s低于l0MN/ mZ的砂和碎石層,隨著施工機(jī)械和施工工藝水平的提高,實(shí)踐證明,強(qiáng)夯法也可用于粘性土地基的加固處理。
2 強(qiáng)夯技術(shù)的特點(diǎn)
1、強(qiáng)夯技術(shù)適用于各類土層:不僅可以用于加固各類砂性土、粉土以及一般的粘性土,還特別適宜加固一般處理方法難以加固的大塊碎石類土以及建筑、生活垃圾或者工業(yè)廢料組成的雜填土。在運(yùn)用其他技術(shù)的基礎(chǔ)上也可用于軟土地基的加固。
2、此技術(shù)運(yùn)用的范圍比較廣泛:強(qiáng)夯技術(shù)可用于工業(yè)和民用建筑、重型構(gòu)筑物、設(shè)備基礎(chǔ)、公路、鐵路、橋梁、港口碼頭等的建設(shè)。
3、運(yùn)用強(qiáng)夯技術(shù)進(jìn)行加固的效果比較顯著:地基經(jīng)強(qiáng)夯技術(shù)處理之后,地基的承載能力能夠得到明顯的提高,增加干密度、減少孔隙比,降低壓縮系數(shù),消除濕陷性、膨脹性,防止振動(dòng)液化。
4、運(yùn)用強(qiáng)夯技術(shù)的施工機(jī)具簡(jiǎn)單:主要包括履帶式起重機(jī)。在起吊能力有限的情況下,可輔以龍門架等設(shè)施。
5、由于強(qiáng)夯技術(shù)不需要材料,因此,在一定程度上,節(jié)省了建筑材料的購(gòu)置、運(yùn)輸、制作等費(fèi)用,除了必要的油耗之外,沒有其他的消耗。
6、功效高、施工速度快。每臺(tái)設(shè)備每月可處理地基面積為5000m2~10000m2,比樁基可加快進(jìn)度1倍~2倍。
3 強(qiáng)夯法的施工工序
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,使夯錘對(duì)準(zhǔn)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,待夯錘脫鉤自由下落后,放下吊鉤,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)將坑底整平;6)重復(fù)步驟5,按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(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)將夯坑修平,并測(cè)量場(chǎng)地高程;9)在規(guī)定的時(shí)間間隔后,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。
4 強(qiáng)夯法加固地基機(jī)理研究
目前,關(guān)于強(qiáng)夯法加固的機(jī)理還沒有形成一致的觀點(diǎn)。一般的觀點(diǎn)認(rèn)為,強(qiáng)夯法是在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)地基土體施加巨大的能量。這種巨大的能量,將轉(zhuǎn)化為各種波型傳到地下。首先,先到達(dá)某指定范圍的波是壓縮波,它使土體受壓或受拉,能引起瞬時(shí)的孔隙水匯集,因而使地基土的抗剪強(qiáng)度大為降低,據(jù)理論計(jì)算,這種波以振動(dòng)能量的7%傳播出去,緊隨壓縮波之后的是剪切波,它以振動(dòng)能量的26%傳播出去,剪切波會(huì)導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)的破壞。另外的面波以振動(dòng)能量的67%傳出,在夯點(diǎn)附近造成地面隆起。土體在這些波的綜合作用下,土體顆粒進(jìn)行重新排列相互靠攏,排出孔隙中的氣體,使土體擠密壓實(shí),提高強(qiáng)度。
根據(jù)這種普遍認(rèn)為的觀點(diǎn),地基土經(jīng)強(qiáng)夯法加固后,其強(qiáng)度提高過程大致可分為四個(gè)階段:夯擊能量轉(zhuǎn)化,同時(shí)伴隨強(qiáng)制壓縮或者振密(表現(xiàn)為土體中水及氣體排出,孔隙水壓力上升);土體液化或土體結(jié)構(gòu)破壞(表現(xiàn)為土體強(qiáng)度降低或抗剪強(qiáng)度喪失);排水固結(jié)壓密(表現(xiàn)為滲透性能改變,土體裂隙發(fā)展,土體強(qiáng)度提高);觸變恢復(fù)并伴隨固結(jié)壓密(包括部分自由水又變成薄膜水,土的強(qiáng)度繼續(xù)提高)。
5 強(qiáng)夯法加固地基在建筑中的適用范圍
強(qiáng)夯施工方法具有施工機(jī)具簡(jiǎn)單、施工方便,加固地基效果顯著,適用范圍廣泛,能縮短工期,降低工程造價(jià)。一般來說,強(qiáng)夯地基適用于處理碎石、砂土、雜填土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土等,但是,現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)理應(yīng)該參照地勘報(bào)告,掌握有關(guān)的技術(shù)指標(biāo),如土層顆粒的組成、孔隙比,液性指數(shù)等,而對(duì)于有建筑垃圾、工業(yè)廢料等雜物的雜填土,還要查清雜物的分布范圍、深度、有機(jī)質(zhì)的含量以及對(duì)基礎(chǔ)有侵蝕性。由于濕陷性土浸水后會(huì)產(chǎn)生附加沉降,其濕陷系數(shù)也應(yīng)作為一項(xiàng)控制指標(biāo)。在工程中是否考慮選用強(qiáng)夯基礎(chǔ)是由設(shè)計(jì)決定的,但監(jiān)理在必要的時(shí)候要提醒設(shè)計(jì)要對(duì)以上的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行綜合的考慮。
6 強(qiáng)夯法加固地基的相關(guān)措施
1、做好強(qiáng)夯地基的施工監(jiān)控。由于強(qiáng)夯地基的許多技術(shù)參數(shù)都要求在試夯以及施工過程中確定。因此,加強(qiáng)對(duì)強(qiáng)夯地基的試夯以及施工監(jiān)控,及時(shí)掌握各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)尤為重要。強(qiáng)夯施工開始后,監(jiān)理工程師應(yīng)進(jìn)行全程旁站檢查,重點(diǎn)是要對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)偏差要及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)。監(jiān)理工程師在監(jiān)控的過程中要注意一下幾點(diǎn):掌握設(shè)計(jì)意圖、審核施工單位資質(zhì)、認(rèn)真審核施工方案、旁站檢查和記錄、安全控制。
2、在進(jìn)行強(qiáng)夯施工前,要在施工現(xiàn)場(chǎng)選取一個(gè)或者多個(gè)試驗(yàn)區(qū),進(jìn)行試夯或者試驗(yàn)性施工。試驗(yàn)區(qū)數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑物場(chǎng)地復(fù)雜程度、建設(shè)規(guī)模以及建筑類型來確定。施工過程中,應(yīng)該嚴(yán)格遵守技術(shù)參數(shù)要求進(jìn)行施工。施工后做好質(zhì)量檢測(cè),并做好后期工作。
3、對(duì)工程的質(zhì)量要進(jìn)行全方位的控制。首先要對(duì)建設(shè)工程所有工程內(nèi)容的質(zhì)量進(jìn)行控制。并且是建設(shè)工程質(zhì)量目標(biāo)的所有內(nèi)容進(jìn)行控制,同時(shí),也要對(duì)影響建設(shè)工程質(zhì)量目標(biāo)的所有因素進(jìn)行控制。
7 結(jié)束語
用強(qiáng)夯法加固路基其本身具有施工工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單,易操作和控制,工程造價(jià)低等諸多優(yōu)點(diǎn),是目前常用的一種地基處理方法,但其本身也有它的局限性和不足點(diǎn),有待于我們?nèi)蘸蟛粩嗟母倪M(jìn)和創(chuàng)新,使其更廣泛的應(yīng)用于我們的工程施工過程中,更好的為服務(wù)于工程建設(shè)工作。