摘#8195;要 本文探討了強(qiáng)夯法的作用機(jī)理、設(shè)計(jì)和施工，并結(jié)合實(shí)際工程分析，用數(shù)據(jù)真實(shí)地呈現(xiàn)強(qiáng)夯法的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞 地基處理；強(qiáng)夯法；機(jī)理；設(shè)計(jì)；施工

中圖分類號(hào) TU 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)031-0153-01

1 強(qiáng)夯加固地基的機(jī)理

強(qiáng)夯法又稱動(dòng)力加固法，它適用于砂土、釉性土、粉土、濕陷性黃土和人工填土地基的處理。強(qiáng)夯加固地基時(shí)對(duì)地基作用的結(jié)果可以概括為固結(jié)作用、液化作用、加密作用和時(shí)效作用。①固結(jié)作用：如果強(qiáng)夯地基時(shí)，引起的超孔隙水壓力超過(guò)土粒間的側(cè)向壓力，便會(huì)形成裂隙，出現(xiàn)排水通道，改變土的滲透性，增加滲透系數(shù)，順利排出孔隙水，加快土體的固結(jié)速度。一旦孔隙水壓力小于土粒間的側(cè)向壓力時(shí)，裂隙自動(dòng)閉合，水的運(yùn)動(dòng)又恢復(fù)常態(tài)；②液化作用：巨大的沖擊力會(huì)提高土中孔隙水壓力，如果達(dá)到覆蓋壓力時(shí)，土體便會(huì)液化，喪失強(qiáng)度，重新自由排列土粒。液化作用造成的影響是局部的；③加密作用：夯實(shí)一遍土后，會(huì)減少土中氣體和液體的體積，增加土體的密實(shí)度，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，每夯一遍土體可減少40%的氣體體積；④時(shí)效作用：所謂的時(shí)效作用就是隨著孔隙水的逐漸消散，土顆粒重新組合，自由水被土顆粒吸附又變成吸附水，土的強(qiáng)度慢慢恢復(fù)。因此，應(yīng)該在強(qiáng)夯施工一個(gè)月后再檢驗(yàn)勘探或測(cè)試強(qiáng)夯的質(zhì)量，否則無(wú)法得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2 強(qiáng)夯加固地基的設(shè)計(jì)

一般，要根據(jù)工程的地質(zhì)條件和要求確定強(qiáng)夯加固技術(shù)的各種參數(shù)，這樣才能實(shí)現(xiàn)加固的有效性和經(jīng)濟(jì)性。強(qiáng)夯參數(shù)包括最佳夯擊能量、錘重和落距、兩次夯擊遍數(shù)的間歇時(shí)間、夯擊遍數(shù)、夯點(diǎn)布置和加固時(shí)間等。

1）最佳夯擊能。最佳夯擊能就是地基的孔隙水壓力與覆蓋壓力相等時(shí)的夯擊能。地基中的孔隙水壓力消散慢，逐漸加大夯擊能的過(guò)程中，孔隙水的壓力也會(huì)慢慢增加，可以根據(jù)迭加的速度確定最佳夯擊能。由于孔隙水壓力和土的自重壓力在豎直方向上的分布規(guī)律是相反的，應(yīng)根據(jù)有效深度確定被加固地基土的最佳夯擊能。一般情況下，細(xì)顆粒土取1#8198;500 kJ/m2~4#8198;000 kJ/m2，粗顆粒土取1#8198;000 kJ/m2~3#8198;000 kJ/m2。

2）錘重與落距。錘重與落距通過(guò)最佳夯擊能確定。如果條件不允許就利用Menard修正公式，根據(jù)要求的加固深度和起重機(jī)的起吊能力，按照公式進(jìn)行計(jì)算：H=αW·h/10，式中：H—加固深度（m）；W—錘重（kN）；α—修正系數(shù)（0.35~0.8），粉土、釉性土為0.4~0.5；碎石土、砂土為0.50~0.70；填土為0.6~0.8。確定夯擊能后，結(jié)合施工設(shè)備的條件確定錘重和落距，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試夯。

3）間歇時(shí)間。兩遍夯擊之間的間隔時(shí)間由土中超靜孔隙水壓力消散的時(shí)間決定。如果沒有實(shí)測(cè)資料則可根據(jù)土的滲透性確定。滲透性好的地基可以進(jìn)行連續(xù)夯擊；滲透性差的粘性土最少要間隔3周~4周。

4）每遍的最佳夯擊數(shù)、夯擊遍數(shù)。最佳夯擊數(shù)的確定依據(jù)是夯擊數(shù)和影響深度的關(guān)系曲線，它是由動(dòng)力標(biāo)貫、靜力觸探及土工實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定的。每遍最佳夯擊數(shù)不僅要滿足要求的加固深度，還應(yīng)該是關(guān)系曲線上的變化明顯的起點(diǎn)，同時(shí)，要滿足下列幾個(gè)條件：①單擊夯擊能量不大于100 mm，最后兩擊的夯擊下沉量小于50 mm；②夯坑周圍不能出現(xiàn)較大的隆起；③起錘難易程度不受夯坑深度的影響。夯擊遍數(shù)主要由地基土的性質(zhì)決定。一般情況下是2~4遍，最后再進(jìn)行一次低能量的滿夯。如果地基土的滲透性較弱，可以適當(dāng)增加夯擊遍數(shù)。

5）夯點(diǎn)布置。根據(jù)結(jié)構(gòu)類型布置夯點(diǎn)位置。一般采用梅花形、正方形或正三角形布點(diǎn)。可采用點(diǎn)線插檔法布置條形基礎(chǔ)；采用正方形插檔法布置大面積基礎(chǔ)；采用點(diǎn)夯法夯擊柱基；砂土和拋石強(qiáng)夯擠淤時(shí)可采用排夯法加固。

6）加固范圍。強(qiáng)夯的加固范圍要超出建筑物基礎(chǔ)的范圍，超出寬度為加固深度的1/3~1/2，并且不能小于3 m。

7）夯點(diǎn)間距。一般，夯點(diǎn)間距為夯錘直徑的1.5倍~2.0倍，根據(jù)土質(zhì)條件、土層厚度和結(jié)構(gòu)類型確定。如果土層差、壓縮層厚度大就應(yīng)該增加夯擊點(diǎn)間距。

8）夯點(diǎn)分遍。為了加大高含水量土或飽和土的密實(shí)度，或者夯坑較深時(shí)為了減少起錘的困難度而要加填料時(shí)，需分遍夯擊每一夯點(diǎn)，消散孔隙水。

3 強(qiáng)夯的施工

1）強(qiáng)夯技術(shù)的施工機(jī)具。強(qiáng)夯采用的施工機(jī)具有工具式門架、起重機(jī)、夯錘等。①工具式門架。工具式門架可以減小落錘時(shí)的震動(dòng)力，避免起重機(jī)由于起重機(jī)臂傾角過(guò)大出現(xiàn)傾覆現(xiàn)象；②夯錘。夯錘分為鑄鐵制、鑄鋼制和外包鋼板內(nèi)澆鹼制，現(xiàn)在采用的多為圓錘。進(jìn)行夯擊作業(yè)時(shí)，夯錘進(jìn)入夯坑時(shí)會(huì)受到坑底的氣墊作用，對(duì)錘起拔有吸著作用和消耗一定的夯擊能量，因此要設(shè)置防堵通氣孔，避免夯擊效果受到影響；③起重機(jī)。強(qiáng)夯要求起重機(jī)的起重能力大、就位準(zhǔn)確迅速、穩(wěn)定性能好。

2）強(qiáng)夯技術(shù)的施工工藝。為了保證強(qiáng)夯加固的效果，應(yīng)該加強(qiáng)施工管理，正確組織施工。強(qiáng)夯施工的步驟如下：①平整施工場(chǎng)地；②第一遍夯點(diǎn)位置要標(biāo)記，測(cè)量樣地高程；③起重機(jī)就位時(shí)，夯錘要對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)；④測(cè)量夯實(shí)前的錘頂高程；⑤將夯錘穩(wěn)定在預(yù)定高度，夯錘脫鉤下落后放下吊鉤，再測(cè)量錘頂高程，若坑底傾斜造成夯錘歪斜，應(yīng)該及時(shí)整平坑底。⑥重復(fù)步驟⑤，按設(shè)計(jì)規(guī)定的控制標(biāo)準(zhǔn)及夯擊次數(shù)夯擊每個(gè)夯點(diǎn)；⑦重復(fù)步驟③~⑥，完成全部夯點(diǎn)的第一遍夯擊；⑧填平夯坑，測(cè)量場(chǎng)地高程；⑨按照設(shè)計(jì)的間歇時(shí)間，根據(jù)上述步驟完成規(guī)定的夯擊遍數(shù)，最后一遍采用低能量夯擊，夯擊完后測(cè)量場(chǎng)地高程。

強(qiáng)夯施工適用于空曠場(chǎng)地，避免施工擾民和破壞原有建筑物。當(dāng)然，挖防震溝可以減少不利影響，但是工程量較大。

4 工程實(shí)例分析

1）工程概況。某廠房鍋爐房、辦公樓等經(jīng)過(guò)多方比較決定采用強(qiáng)夯法處理地基，現(xiàn)對(duì)主廠房進(jìn)行分析。主廠房為多層鋼筋混凝土框架工程，廠房單元為2×30×30 m，柱距為7.5×7.5 m，6層，承受的荷載比較大，對(duì)地基的變形和承載力要求較高。

2）工程地質(zhì)概況。該廠區(qū)地貌單元是沙河一級(jí)階地，地形較平坦，地基由沖擊、洪積和坡積的黃土狀粉土、釉土、粉質(zhì)釉土、砂卵石及砂組成。地下水埋深5.0 m~5.7 m，不具有混凝土侵蝕性。場(chǎng)地濕陷性黃土分布深度為3.0 m，是I級(jí)（輕微）非自重濕陷性的黃土場(chǎng)地。

3）強(qiáng)夯的設(shè)計(jì)、施工和檢驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)主廠房設(shè)計(jì)需要和地質(zhì)條件確定強(qiáng)夯地基的設(shè)計(jì)要求：從天然地面起，強(qiáng)夯加固深度應(yīng)不小于

5.5 m~6.0 m，夯實(shí)后的承載力標(biāo)準(zhǔn)值大于200 kpa，Es≥8 Mpa，為了消除土的濕陷性，單擊夯擊能要大于1#8198;800 kN.m。

強(qiáng)夯吊車采用15 t履帶式，直徑2.52 m的圓形夯錘，錘重12 t，起吊高度為15 m，夯擊能量大于1#8198;800 kN.m。每個(gè)夯實(shí)點(diǎn)要10~12擊，三遍間夯，按最后兩擊夯沉量小于5 cm控制夯擊數(shù)。采用一夯壓半夯的滿夯形式，夯擊能量為1#8198;200 kN.m，每個(gè)夯點(diǎn)最少2擊，夯平夯底。

強(qiáng)夯地基的過(guò)程中采用鉆孔取樣、動(dòng)力標(biāo)貫、靜力觸探三種檢驗(yàn)方法。檢驗(yàn)結(jié)果顯示，強(qiáng)夯后的地面比夯實(shí)前下降了0.5 m，孔隙比減小，干重度提高，壓縮模量增大，消除了地基濕陷性，加固的有效深度為

5.5 m，分為加密帶和充分加密帶。加密帶厚約2 m，其上的充分加密帶深約3.5 m。強(qiáng)夯后的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值在加密帶處是150 kpa，充分加密帶處是210 kpa。檢驗(yàn)結(jié)果表明地基滿足變形及承載力要求。利用強(qiáng)夯法節(jié)省了大量投資，節(jié)約了資金，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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[2]JGJ79-2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB50025-2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范[S].