强夯法处理软土地基方法论文

浅析强夯法处理软土地基的方法

【摘要】强夯法不仅能提高地基的承载力,减少构筑物的沉降,而且可以改善地基抗振动液化的能力和消除地基土的湿陷性,被广泛的应用于国内外的机场跑道、高速公路、工业及民用建筑等项目的地基处理工程中。文章主要分析了强夯法处理软土地基的方法。

【关键词】强夯法;夯击点

强夯法是将100～400kn的重锤，最重达2000kn，以6～40m的落距落下给地基以冲击和振动，从而达到提高地基强度，降低其压缩性，改善土的振动液化条件等目的。可用于加固各类砂性土、粉土、一般粘性土、人工填土，以及大块碎石类土以及建筑、生活垃圾或工业废料等组成的杂填土。单层8000kn?m高能级强夯处理深度达12m，多层强夯处理深度可达24～54m，一般能量强夯处理深度在6-8m。地基经强夯处理后，可明显提高地基承载力、压缩模量，减少孔隙比，降低压缩系数，消除湿陷性，膨胀性，防止振动液化。强夯机具主要为履带式起重机，当起吊能力有限时可辅以龙门式起落架或其它设施，加上自动脱钩装置，施工机具简单。一般的强夯处理是对原状土施加能量，无需添加建筑材料，节省材料。

1.夯击点布置

不同的建筑物夯击点位置不同，对某些基础面积较大的建筑物，夯击点可按等边三角形或正方形布置；对办公楼和住宅建筑，夯击点可根据承重墙位置采用等腰三角形布点;对工业厂房夯击点可根据柱网来布置。强夯处理范围应大于建筑物基础范围，对一般建筑

物，每边超出基础边缘的宽度宜为设计处理深度的1/2～2/3，并不宜小于3m。为有效加固深层土，加大土的密实度，强夯常需分遍夯击。由于夯点需要一定距离，使夯击时夯坑产生冲剪，在夯坑底形成一挤压加固，为使所产生的挤压力受周围土约束，侧面不隆起，因此侧面应有一定间距的不扰动土。不能像重夯采用一夯挨一夯，夯击时侧面土为扰动土，易隆起，减少锤底的挤密作用。由于夯点间距大，夯点间需增设夯点以加固未挤密土，故需增加遍数。对饱和粗粒土，当需要夯坑深度大时，或积水，或涌土需填粒料，为便于操作而分遍夯击。对饱和细粒土，由于存在单遍饱和夯击能，每遍夯后需孔压消散，气泡回弹，可二次压密、挤密，因此对同一夯点需分遍夯击。在实际操作中，我们常采用先高能量大间距加固深层，根据需要对同一批夯点夯击，然后再逐个夯击另一批夯点，若对所有的夯点都先夯一遍，将造成浅层先加固低于以后深层加固的效果。夯距通常为5～9m,为了使深层土得以加固，第一遍夯击点的间距要大，下一遍夯点往往布置在上一遍夯点的中间。最后一遍是以较低的夯击能进行夯击，用以确保近地表土均匀性和较高的密实度。如果夯距太近，相邻夯击点的加固效应将在浅处叠加而形成硬层，则将影响夯击能向深部传递。夯击粘性土时，一般在夯坑周围会产生辐射向裂隙，如夯距太小时，等于使产生的裂隙重新又被闭合。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。

2.夯击次数和遍数的确定

夯点的夯击次数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件:第一，最后两击的平均夯沉量:当单击夯击能较小时不大于50mm，当单夯夯击能量较大时不大于100mm～200mm。第二，夯坑周围地面不发生过大的隆起。第三，不因夯坑过深而发生起锤困难。当需要逐遍加密饱和土或高含水量土以加大土的密实度，或夯坑要求较深起锤困难需加填料时，对每一夯点需分遍夯击，以使孔隙水压力消散。各批夯点的遍数累计加上满夯组成总的夯击遍数。一般每个夯点2～3遍。对软弱土，每批夯点的第一遍击数，常以控制场地隆起、起锤困难设定击数，一般选用5～10击，而无需控制夯沉量。夯击遍数一般情况下可采用2～3遍，最后一次以低能量满夯一遍，其目的是将松动的表层土夯实。土体压缩层越厚，土质颗粒越细，同时含水量越高，需要的夯击遍数越多。

对于需要分两遍或多遍夯击的工程，两遍夯击间应有一定的时间间隔。各遍间的间歇时间取决于加固土层中孔隙水压力消散所需要的时间。对砂性土，孔隙水压力的峰值出现在夯完后的瞬间，消散时间只有2～4min，故对渗透性较大的砂性土，两遍夯间的间歇时间很短，亦即可连续夯击。对粘性土，由于孔隙水压力消散较慢，故当夯击能逐渐增加时，孔隙水压力亦相应的叠加，其间歇时间取决于孔隙水的消散情况，一般为2～4周。对粘性土地基的现场埋设了袋装砂井，以便加速孔隙水压力的消散，缩短间歇时间。

3.夯锤

夯锤可用混凝土及铸钢制作。混凝土锤重心较高，冲击后晃动大，夯坑易塌土，夯坑开口较大，易起锤，易损坏。铸钢锤则相反，特别是夯坑较深时，塌土覆盖锤顶易造成起锤困难。某些施工单位将锤底制成稍带凸弧，增加了侧挤使坑壁稳定，减小了起锤力及坑壁塌土。夯锤形状现多用圆锤，夯锤构造可用钢板为外壳,底板加厚,内部焊接钢筋骨架后浇筑混凝土制成，锤底面积一般根据锤重决定，锤重为100～250kn时，可取锤底静压力25～40kpa，细粒土，单击能低，宜取较小值;粗粒土，单击能高宜取较大值。锤底面积一般为3～7m2，以上适于单击夯击能小于8000kj时。若夯击能加大，锤重加大，静压力值宜相应加大。为减少夯锤下落过程中的空气阻力作用，特别是消除当夯坑较深而尚需继续夯击时的气垫影响，夯锤宜设4～6个排气孔，孔径宜取下口直径150～200mm，上口直径为80～l00mm，过小易堵孔。夯锤吊环必须准确处于重心,

确保起吊后锤身平衡。

4.起夯面

为使强夯加密土不被挖除，有效利用其加固深度，起夯面可高于基底或低于基底。高于基底是预留一压实高度，使夯实后表面与基底为同一标高。低于基底是当要求加固深度加大，能级达不到所需加固深度时，降低起夯面，在满夯时再回填至基底以上，使满夯后与基底标高一致，这时满夯加固深度加大，需增大满夯单击能。

5.垫层

对软弱饱和土或地下水很浅时，常需在表面铺设砂砾石、碎石

垫层，厚0.5～1.5m，垫层材料宜用砂砾石、碎石、矿渣，粒径宜小于10cm。对处理土层为饱和砂、软土时，夯坑易涌土、涌砂，故垫层填料不宜用砂。垫层厚度不宜过小，过小不起作用;也不宜过厚，过厚时能级低的强夯，在锤底形成大的垫，扩散动应力，减小对下部软弱土的加固作用。

需要注意的是，虽然强夯法有很多的优点，但并不一定适用于所有情况。目前,在施工过程中,由于强夯法施工存在的诸多优点,设计院、建设单位、施工单位等在大规模的地基处理时普遍倾向于采用强夯法施工，但在许多工程中,强夯处理效果不明显,甚至比不处理时还差。因此,我们首先必须搞清楚什么地质条件适合强夯,使强夯能真正发挥去作用。

【参考文献】

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