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淺析強(qiáng)夯法處理軟土地基的方法論文
導(dǎo)讀：
強(qiáng)夯法是將100～400kN的重錘，最重達(dá)2000kN，以6～40m的落距落下給地基以沖擊和振動，從而達(dá)到提高地基強(qiáng)度，降低其壓縮性，改善土的振動液化條件等目的。不同的建筑物夯擊點(diǎn)位置不同，對某些基礎(chǔ)面積較大的建筑物，夯擊點(diǎn)可按等邊三角形或正方形布置。
關(guān)鍵詞：
強(qiáng)夯法，夯擊點(diǎn)
強(qiáng)夯法是將100～400kN的重錘，最重達(dá)2000kN，以6～40m的落距落下給地基以沖擊和振動，從而達(dá)到提高地基強(qiáng)度，降低其壓縮性，改善土的振動液化條件等目的�？捎糜诩庸谈黝惿靶酝�、粉土、一般粘性土、人工填土，以及大塊碎石類土以及建筑、生活垃圾或工業(yè)廢料等組成的雜填土。單層8000kN·m高能級強(qiáng)夯處理深度達(dá)12m，多層強(qiáng)夯處理深度可達(dá)24～54m，一般能量強(qiáng)夯處理深度在6—8m。地基經(jīng)強(qiáng)夯處理后，可明顯提高地基承載力、壓縮模量，減少孔隙比，降低壓縮系數(shù)，消除濕陷性，膨脹性，防止振動液化。強(qiáng)夯機(jī)具主要為履帶式起重機(jī)，當(dāng)起吊能力有限時可輔以龍門式起落架或其它設(shè)施，加上自動脫鉤裝置，施工機(jī)具簡單。一般的強(qiáng)夯處理是對原狀土施加能量，無需添加建筑材料，節(jié)省材料。
1、夯擊點(diǎn)布置
不同的建筑物夯擊點(diǎn)位置不同，對某些基礎(chǔ)面積較大的建筑物，夯擊點(diǎn)可按等邊三角形或正方形布置；對辦公樓和住宅建筑，夯擊點(diǎn)可根據(jù)承重墻位置采用等腰三角形布點(diǎn)；對工業(yè)廠房夯擊點(diǎn)可根據(jù)柱網(wǎng)來布置。強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，對一般建筑物，每邊超出基礎(chǔ)邊緣的寬度宜為設(shè)計(jì)處理深度的1/2～2/3，并不宜小于3m。為有效加固深層土，加大土的密實(shí)度，強(qiáng)夯常需分遍夯擊。由于夯點(diǎn)需要一定距離，使夯擊時夯坑產(chǎn)生沖剪，在夯坑底形成一擠壓加固，為使所產(chǎn)生的擠壓力受周圍土約束，側(cè)面不隆起，因此側(cè)面應(yīng)有一定間距的不擾動土。不能像重夯采用一夯挨一夯，夯擊時側(cè)面土為擾動土，易隆起，減少錘底的擠密作用。由于夯點(diǎn)間距大，夯點(diǎn)間需增設(shè)夯點(diǎn)以加固未擠密土，故需增加遍數(shù)。對飽和粗粒土，當(dāng)需要夯坑深度大時，或積水，或涌土需填粒料，為便于操作而分遍夯擊。對飽和細(xì)粒土，由于存在單遍飽和夯擊能，每遍夯后需孔壓消散，氣泡回彈，可二次壓密、擠密，因此對同一夯點(diǎn)需分遍夯擊。在實(shí)際操作中，我們常采用先高能量大間距加固深層，根據(jù)需要對同一批夯點(diǎn)夯擊，然后再逐個夯擊另一批夯點(diǎn)，若對所有的夯點(diǎn)都先夯一遍，將造成淺層先加固低于以后深層加固的效果。夯距通常為5～9m，為了使深層土得以加固，第一遍夯擊點(diǎn)的間距要大，下一遍夯點(diǎn)往往布置在上一遍夯點(diǎn)的中間。
最后一遍是以較低的夯擊能進(jìn)行夯擊，用以確保近地表土均勻性和較高的密實(shí)度。如果夯距太近，相鄰夯擊點(diǎn)的加固效應(yīng)將在淺處疊加而形成硬層，則將影響夯擊能向深部傳遞。夯擊粘性土?xí)r，一般在夯坑周圍會產(chǎn)生輻射向裂隙，如夯距太小時，等于使產(chǎn)生的裂隙重新又被閉合。對處理深度較深或單擊夯擊能較大的工程，第一遍夯擊點(diǎn)間距宜適當(dāng)增大。
2、夯擊次數(shù)和遍數(shù)的確定
夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)，應(yīng)按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，且應(yīng)同時滿足下列條件：
第一，最后兩擊的平均夯沉量：當(dāng)單擊夯擊能較小時不大于50mm，當(dāng)單夯夯擊能量較大時不大于100mm～200mm。
第二，夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起。
第三，不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。
當(dāng)需要逐遍加密飽和土或高含水量土以加大土的密實(shí)度，或夯坑要求較深起錘困難需加填料時，對每一夯點(diǎn)需分遍夯擊，以使孔隙水壓力消散。各批夯點(diǎn)的遍數(shù)累計(jì)加上滿夯組成總的夯擊遍數(shù)。一般每個夯點(diǎn)2～3遍。對軟弱土，每批夯點(diǎn)的第一遍擊數(shù)，常以控制場地隆起、起錘困難設(shè)定擊數(shù)，一般選用5～10擊，而無需控制夯沉量。夯擊遍數(shù)一般情況下可采用2～3遍，最后一次以低能量滿夯一遍，其目的是將松動的表層土夯實(shí)。土體壓縮層越厚，土質(zhì)顆粒越細(xì)，同時含水量越高，需要的夯擊遍數(shù)越多。
對于需要分兩遍或多遍夯擊的工程，兩遍夯擊間應(yīng)有一定的時間間隔。各遍間的間歇時間取決于加固土層中孔隙水壓力消散所需要的時間。對砂性土，孔隙水壓力的峰值出現(xiàn)在夯完后的瞬間，消散時間只有2～4min，故對滲透性較大的砂性土，兩遍夯間的間歇時間很短，亦即可連續(xù)夯擊。對粘性土，由于孔隙水壓力消散較慢，故當(dāng)夯擊能逐漸增加時，孔隙水壓力亦相應(yīng)的疊加，其間歇時間取決于孔隙水的消散情況，一般為2～4周。對粘性土地基的現(xiàn)場埋設(shè)了袋裝砂井，以便加速孔隙水壓力的消散，縮短間歇時間。
3、夯錘
夯錘可用混凝土及鑄鋼制作。混凝土錘重心較高，沖擊后晃動大，夯坑易塌土，夯坑開口較大，易起錘，易損壞。鑄鋼錘則相反，特別是夯坑較深時，塌土覆蓋錘頂易造成起錘困難。某些施工單位將錘底制成稍帶凸弧，增加了側(cè)擠使坑壁穩(wěn)定，減小了起錘力及坑壁塌土。夯錘形狀現(xiàn)多用圓錘，夯錘構(gòu)造可用鋼板為外殼，底板加厚，內(nèi)部焊接鋼筋骨架后澆筑混凝土制成，錘底面積一般根據(jù)錘重決定，錘重為100～250kN時，可取錘底靜壓力25～40kPa，細(xì)粒土，單擊能低，宜取較小值；粗粒土，單擊能高宜取較大值。錘底面積一般為3～7m2，以上適于單擊夯擊能小于8000kJ時。若夯擊能加大，錘重加大，靜壓力值宜相應(yīng)加大。為減少夯錘下落過程中的空氣阻力作用，特別是消除當(dāng)夯坑較深而尚需繼續(xù)夯擊時的氣墊影響，夯錘宜設(shè)4～6個排氣孔，孔徑宜取下口直徑150～200mm，上口直徑為80～l00mm，過小易堵孔。夯錘吊環(huán)必須準(zhǔn)確處于重心，確保起吊后錘身平衡。
4、起夯面
為使強(qiáng)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。高于基底是預(yù)留一壓實(shí)高度，使夯實(shí)后表面與基底為同一標(biāo)高。低于基底是當(dāng)要求加固深度加大，能級達(dá)不到所需加固深度時，降低起夯面，在滿夯時再回填至基底以上，使?jié)M夯后與基底標(biāo)高一致，這時滿夯加固深度加大，需增大滿夯單擊能。
5、墊層
對軟弱飽和土或地下水很淺時，常需在表面鋪設(shè)砂礫石、碎石墊層，厚0.5～1.5m，墊層材料宜用砂礫石、碎石、礦渣，粒徑宜小于10cm。對處理土層為飽和砂、軟土?xí)r，夯坑易涌土、涌砂，故墊層填料不宜用砂。墊層厚度不宜過小，過小不起作用；也不宜過厚，過厚時能級低的強(qiáng)夯，在錘底形成大的墊，擴(kuò)散動應(yīng)力，減小對下部軟弱土的加固作用。
需要注意的是，雖然強(qiáng)夯法有很多的優(yōu)點(diǎn)，但并不一定適用于所有情況。目前，在施工過程中，由于強(qiáng)夯法施工存在的諸多優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)院、建設(shè)單位、施工單位等在大規(guī)模的地基處理時普遍傾向于采用強(qiáng)夯法施工，但在許多工程中，強(qiáng)夯處理效果不明顯，甚至比不處理時還差。因此，我們首先必須搞清楚什么地質(zhì)條件適合強(qiáng)夯，使強(qiáng)夯能真正發(fā)揮去作用。
參考文獻(xiàn)
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