略論如何運用強夯法加固地基

李少高

摘要:強夯法是近些年出現(xiàn)的突破原來壓實原理的一種地基處理方法 ,文章闡述了強夯法的技術特點和適用范圍和強夯法加固地基機理,并通過案例進行了分析,對有關數(shù)據(jù)的分析 ,探討了其在提高地基承載力、消除地基土濕陷性方面的應用,并且對使用強夯法加固地基使用上提供了相應建議。

關鍵詞:強夯;地基處理;有效加固深度;最佳夯擊數(shù);強夯試驗;質量。

中圖分類號:TU472 文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)24-0151-01

強夯法指的是為提高軟弱地基的承載力,用重錘自一定高度下落夯擊土層使地基迅速固結的方法。

1 強夯技術的特點

強夯施工方法具有施工機具簡單,施工方便,加固地基效果顯著,適用范圍廣泛,能縮短工期和降低工程造價等優(yōu)點。強夯法在開始時僅用于加固砂性土和碎石土地基,經(jīng)過幾十年的應用與發(fā)展,通過改進施工方法和改善地基土的排水條件,強夯法逐漸適用于加固從礫石到粘性土的各類地基。在我國強夯法用來加固碎石土、砂土、粘性土、雜填土及濕陷性黃土等地基土。我公司在近些年的施工過程中,堅持積極開拓、大膽創(chuàng)新的思路,開發(fā)出具有創(chuàng)意性的強夯處理施工方法,在約300多m2的強夯法加固地基施工實踐中,創(chuàng)造出省、市級科技進步獎項目,同時也開創(chuàng)了在華東軟土地區(qū)強夯法加固地基施工的先例。

由于具備以上的優(yōu)點,強夯法處理地基常被用于堆料場、倉庫、車間、油罐、儲倉、公路和鐵路路基、機場跑道及碼頭、填海造地等工業(yè)與民用建筑項目中,而且其加固的工程項目范圍逐步呈日益廣泛的趨勢。

2 強夯法加固地基機理

關于強夯法加固地基的機理,目前有關專家學者意見還不很一致,但對于地基處理中經(jīng)常遇到的幾種類型的土,一般的觀點認為:強夯法是在極短的時間內對地基土體施加一巨大的沖擊能量,加荷歷時約幾十毫秒,對含水量較大的土層,加荷時間約100ms左右。這種突然釋放的巨大能量,將轉化為各種波型傳到地下。首先到達某指定范圍的波是壓縮波,它使土體受壓或受拉,能引起瞬時的孔隙水匯集,因而使地基土的抗剪強度大為降低,據(jù)理論計算這種波以振動能量的7%傳播出去,緊隨壓縮波之后的是剪切波,以振動能量26%傳播出去,剪切波會導致土體結構的破壞。此外的瑞利波(面波)以振動能量的67%傳出,在夯點附近造成地面隆起。土體在這些波的綜合作用下,土體顆粒重新排列相互靠攏,排出孔隙中的氣體,使土體擠密壓實,強度提高。

根據(jù)上述觀點,地基土經(jīng)強夯法加固后,其強度提高過程大致可分為四個階段:夯擊能量轉化,同時伴隨強制壓縮或振密;土體液化或土體結構破壞;排水固結壓密;觸變恢復并伴隨固結壓密。

3案例分析

3.1 工程概況

某工程為別墅建筑區(qū)域(高為2～3層),根據(jù)地勘資料,場區(qū)發(fā)育有2～8m不等的雜填土,其中以碎石、粘性土為主,兼有泥炭質頁巖塊石,建筑垃圾等;碎石、粘性土含量 極不均勻,未經(jīng)壓實,需加固后方可直接作為天然地基持力層。設計采用強夯處理方法對填土層進行加固處理。設計夯擊能為2250kN.m,落距為15m。

3.2強夯施工情況

①本次強夯在施工前,首先對場地65#、63#區(qū)域進行了試夯,試夯區(qū)域經(jīng)檢測合格后,再根據(jù)試夯區(qū)的施工參數(shù),在場地大范圍推廣施工。②全部采用“兩遍點夯、兩遍滿夯”的施工方案,同時,對局部地質條件較復雜的地段采用“四遍點夯、三遍滿夯”進行加強處理(如59#、86#、77#、67#等建筑物);滿夯夯擊能采用1000kN.m,落距7~8 m,按1/4搭接。③施工中,發(fā)現(xiàn)場地18#樓的土質較差,經(jīng)加強處理后仍然達不到設計要求,故對18#樓采用換土處理,回填碎石土后再進行強夯施工,同時,根據(jù)設計要求,對場地局部達不到基底標高的地段回填碎石土,并分層碾壓、夯實。④施工過程中,如遇雨水天氣,則嚴格按照強夯施工規(guī)范要求,當土質含水率達到最佳含水率后,再進行施工,以確保施工質量。⑤收錘標準。①最后兩擊的平均夯沉量≤50mm。②夯坑周圍地面不應發(fā)生過大的隆起。③不因夯坑過深而發(fā)生提錘困難。

3.3 加固效果

該工程于2005年11月竣工,經(jīng)建設單位委托有檢測資質的施工單位對場地進行檢測表明:通過本次強夯處理,土體密實度明顯提高,承載力及密實度均能夠滿足設計要求。

4結語

隨著施工技術的發(fā)展,強夯法和輔以碎石樁、塑料排水板等方法的強夯法處理地基被廣泛應用,同時還出現(xiàn)了原土強夯和動力置換強夯等工藝。限于文章篇幅和文章水平,在此不予贅述,文中不妥之處懇請諒解。