地基加固之强夯法

地基加固之强夯法

摘要：本文探讨的是地基处理中常用的方法—强夯法。从强夯法的概念，设计，施工几个方面一一介绍。

关键词：强夯法施工

Abstract: this article is the foundation treatment of commonly used method, the dynamic compaction method. From the concept of dynamic compaction method, design, construction aspects introduced them.

Keywords: compaction

一、地基处理分类

建筑工程中遇到的地基土，多数属于第四纪沉积物，它是原岩受到风化作用，经剥蚀搬运、沉积而结硬的松散沉积物。不同的土层，天然地基承载力不同，实际工程中经常遇到需要人工处理地基来提高地基土的承载力。地基处理的方法根据结构类型，荷载大小等要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况和对临近建筑物的影响等因素进行，然后从加固原理、适用范围、预期处理效果、耗用材料、施工机械、工期要求和对环境的影响等方面分析对比，选择最佳地基处理方案。

地基处理方法可分为以下种类：1.换填垫层法 2.预压法 3.强夯法4.振冲法 5.砂石桩法 6.水泥粉煤灰碎石法 7.夯实水泥土桩法 8.水泥土搅拌法 9.高压喷射注浆法 10.石灰桩法 11.灰土挤密桩法和土挤密桩法 12.柱锤冲扩桩法 13.单液硅化法和碱液法 等。

二、强夯法简介

强夯法处理地基顾名思义，强夯法处理地基是六十年代末由法国Menard技术公司首先创造的。这种方法是将很重的锤(一般为100－400kN)从高处自由落下落(落距一般为6-40m)给地基以冲击力和振动，从而提高土的强度并降低土的压缩性，改善土的振动液化条件和消除湿陷性黄土的湿陷性等作用。同时，夯击能还可以提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯法的应用范围较广，工业与民用建筑、仓库、油罐、公路与铁路路基、飞机场跑道、广场等等。强夯法开始时仅用于加固砂土和碎石，经过几十年的发展，

它以适用从砾石到粘性土的各种地基土，这主要是由于施工方法的改进和排水条件的改善。

三、强夯法设计

强夯施工前，应查明场地内范围的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等,并采取必要的措施,以免对原有构筑物造成破坏。在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建设规模及建筑类型确定。

强夯法加固地基，要根据现场地质条件来确定方案。包括单位夯击能、最佳夯击能、夯击遍数、相邻两次夯击遍数的间歇时间、加固范围、夯点布置。

1. 强夯的单位夯击能量，应根据地基土类别、结构类型荷载大小和要求处理的深度等综合考虑，并通过现场试夯确定。单位夯击能量是由锤重及落距决定的，在一般情况下，对于粗颗粒土可取1000～3000KN•m/m2；细颗粒土可取1500～4000KN•m/m2。落距为8~25m。

2. 最佳夯击能

最佳夯击能是指在其作用下，地基中出现的孔隙水压力达到土的自重压力。孔隙水压力是由水的自重形成的渗流场产生的。在粘性土中，由于孔隙水压力消散慢，当夯击能逐渐增大时，空隙水压力相应叠加，因而在粘性土中，可根据空隙水压力的叠加来确定最佳夯击能。

3. 夯击遍数应根据地基土的性质确定，一般情况下，可采用2～3遍，最后再以低能量夯击一遍。对于渗透性弱的细粒土，必要时夯击遍数可适当增加。具体工程具体分析。对于饱和细粒土,击数可根据孔隙水压力的增长和消散来决定,当被加固的土层将发生液化时的击数即为该遍击数。

4. 间歇时间是相邻两遍之间的间歇时间，两遍夯击之间应有一定的时间间隔。间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时，可根据低级土的渗透性确定，对于渗透性较差的黏性土地基的间隔时间，应不少于3～4周；对于渗透性好的地基土可连续夯击。对于软粘土，空隙水压力的峰值出现在夯完后的瞬间，当每遍夯击能越大，则孔隙水压力消散时间越长，因此间歇时间不能小于四周。对于砂性土，空隙水压力的峰值出现在夯完后的瞬间，消散时间只有几分钟，因此，对于渗透系数较大的砂性土，其间歇时间很短，可以连续作业。

5. 强夯处理范围应大于建筑物基础范围，加固宽度应根据建筑物的种类和重要性因素综合分析确定。建筑地基处理技术规范明确规定：每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2至2/3.并不宜小于3m。

四、强夯法施工

强夯施工可按下列步骤进行：

1. 平整施工场地，确定地面高程；

2. 铺设垫层，标出第一遍夯点位置；

3. 起重机就位，使夯锤对准夯点位置-

4. 测量夯前锤顶高程；

5. 将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；

6. 按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击，重复步骤3~6，完成第一遍全部夯点的夯击；

7. 用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；

8. 在规定的时间间隔后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。

强夯施工时应对每一点的夯击能量、夯击次数和每次夯沉量等施工情况做好现场记录。在施工现场均应设置专职施工质检人员和施工安全人员,负责指导、检查和监督施工现场的质量、安全操作和施工安全措施。对于产生的噪音与振动波对周围的建筑物和居民将造成一定的影响,一般采用隔震沟进行消除。

五、结束语

用强夯法加固地基土，其本身具有施工工艺、设备简单, 仅用一台起重机和重锤即可施工，易操作和控制,工程造价低，节约投资等诸多优点,是目前常用的一种地基处理方法,但其本身也有它的局限性和不足点,有待于我们日后不断的改进和创新,使其更广泛的应用于我们的工程施工过程中,更好的为服务于工程建设工作。

参考文献：《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

《建筑地基处理技术规范》 JGJ 79-2002

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。