摘要：近年來，隨著建筑工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，施工單位遇到了許多的不良地基問題，各種不良地基需要進(jìn)行必要的地基處理才能滿足建筑結(jié)構(gòu)物的技術(shù)要求。地基處理是否得當(dāng)關(guān)系著整個(gè)工程質(zhì)量、進(jìn)度和效益，因此，合理地選擇地基處理方法是提高施工效率、增強(qiáng)施工效益的重要途徑之一。本文就強(qiáng)夯法加固地基的適用范圍及施工要點(diǎn)進(jìn)行分析。
引言：
碎石土，沙土，黏性土，濕陷性黃土及填土地基是影響我國大多數(shù)地區(qū)地基穩(wěn)定性的主要因素，是引起構(gòu)筑物破壞的主要形式經(jīng)濟(jì)有效又可靠安全的處理黃土濕陷性等地基，對保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。強(qiáng)夯法地基處理技術(shù)是一種常見，有效的地基處理方法，它是將很重的錘從高處自由落下給地基以沖擊和振動(dòng)，從而提高地基土的強(qiáng)度并降低其壓縮性。但對大面積碎石土，沙土，黏性土，濕陷性黃土等地基的處理仍有很大的困難，是建筑工程的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，值得深入探討。
一、強(qiáng)夯法概述
強(qiáng)夯法于1969年首先在法國戛納附近的芒德利厄海邊某建筑工程的地基加固施工中得到應(yīng)用。我國從1978年在塘沽新港首次試應(yīng)用后發(fā)展很快，該地基加固施工技術(shù)在不少省市的建筑工程單位中進(jìn)行了各種試驗(yàn)，也進(jìn)行了大量的研究和分析。30多年來通過廣泛的應(yīng)用取得了豐富的經(jīng)驗(yàn)，理論研究也取得了一定成果。
1.強(qiáng)夯法適用范圍
強(qiáng)夯法并不像路易·梅納(L_Menard)認(rèn)為的那樣適用于各種類型的土壤，土壤的粒度無限制。國內(nèi)在淤泥質(zhì)土、軟塑粘土、飽和砂土等地基上進(jìn)行的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，有的土壤性質(zhì)得到了明顯改善，有的土壤性質(zhì)則收效甚微。因此，強(qiáng)夯法普遍適用于處理碎石土、砂土、粘性土、填土等地基，能夠增強(qiáng)土質(zhì)的密實(shí)度、減少土質(zhì)的壓縮模量，更能夠改變飽和砂土土質(zhì)的抗液化性能與降低土質(zhì)濕陷性，對飽和度高的粘性土，尤其是淤泥質(zhì)土的地基加固中應(yīng)慎重對待。
2.強(qiáng)夯法參數(shù)確定
強(qiáng)夯法施工的參數(shù)除了依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)JGJ792002建筑地基
處理技術(shù)規(guī)范之規(guī)定外，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程現(xiàn)場場地的地質(zhì)條件(土質(zhì)情況)和具體工程要求予以確定，主要施工設(shè)計(jì)參數(shù)包括：單擊夯能、最佳夯擊能量與夯擊遍數(shù)、夯擊時(shí)間間隔、單點(diǎn)布置及夯擊點(diǎn)距。
二、強(qiáng)夯法地基加固的方案設(shè)計(jì)原則
1.強(qiáng)夯法雖然已經(jīng)在國內(nèi)工程中得到廣泛的應(yīng)用，但是有關(guān)強(qiáng)夯機(jī)理的研究至今有重大突破性進(jìn)展。因此現(xiàn)在還未形成系統(tǒng)的完善的強(qiáng)夯法施工設(shè)計(jì)公式或方法。JGJ792002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范規(guī)定，強(qiáng)夯施工前，應(yīng)該在施工現(xiàn)場有代表性的場地上進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)或試驗(yàn)性施工。
2.強(qiáng)夯試驗(yàn)和試驗(yàn)性施工前，首先要在初期工程地質(zhì)勘探考察報(bào)告文件的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查明施工現(xiàn)場場地的地層構(gòu)造的物理力學(xué)性質(zhì)以及地下水的類型，將場地土層的穩(wěn)定值、地基土層均勻度等進(jìn)行科學(xué)評估，用于強(qiáng)夯夯擊施工的方案設(shè)計(jì)或試驗(yàn)性施工方案的設(shè)計(jì)。
3.強(qiáng)夯法加固地基的目的主要是提高地基強(qiáng)度、減少沉降和不均勻沉降、增加土的密度、消除土的濕陷性或脹縮性、消除飽和粉細(xì)砂的振動(dòng)液化可能性等。因此，強(qiáng)夯施工設(shè)計(jì)中應(yīng)對強(qiáng)夯加固后能達(dá)到的加固效果進(jìn)行預(yù)估，以確定采用強(qiáng)夯法加固地基的有效性及經(jīng)濟(jì)性。
強(qiáng)夯法地基加固效果的取得很大程度上取決于有效加固深度(加固土層厚度h)。目前，國內(nèi)設(shè)計(jì)研究單位根據(jù)上海地區(qū)統(tǒng)計(jì)的對路易·梅納經(jīng)驗(yàn)公式的修正經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)在公式中增加了修正系數(shù)。
三、強(qiáng)夯法地基加固的施工要點(diǎn)
1.強(qiáng)夯機(jī)械設(shè)備選用
強(qiáng)夯法的主要設(shè)備包括：夯錘、起重機(jī)、脫鉤裝置等三部分。
1.1夯錘
夯錘的大小選擇：夯錘的重量與欲加固的土層的深度和落距有關(guān)。一般夯錘可選用10-25t。
夯錘的材質(zhì)最好為鑄鋼，如條件所限，則可用鋼板殼子內(nèi)填混凝土夯錘的底面積問題：底面積大小與土的類別有關(guān)。一般來說，對于砂質(zhì)土和碎石土，采用底面積為2-4平方米較為合適：對于一般第四級粘性土建議用3-4平方米；對于淤泥土建議采用4-6平方米為宜。
1.2起重設(shè)備
根據(jù)設(shè)計(jì)夯能選擇起重設(shè)備作為強(qiáng)夯機(jī)，一般點(diǎn)夯選用起重量為25-50t的履帶式起重機(jī)：平夯選用起重量為15-50t履帶式起重機(jī)，采用自動(dòng)脫鉤裝置：錘底面積3-5平方米。
1.3脫鉤裝置
當(dāng)錘重量超出吊機(jī)卷揚(yáng)機(jī)的能力時(shí)，就不能使用單攬錘施工工藝此時(shí)只有利用滑輪組并借助脫鉤裝置來起落夯錘。此外，推平機(jī)械宜選用發(fā)動(dòng)機(jī)功率不低于100kW的履帶式推土機(jī)，同時(shí)應(yīng)配備16t以上振動(dòng)式壓路機(jī)作為最終振動(dòng)碾壓機(jī)械。
2.施工工藝
2.1施工程序
平整場地挖掘排水溝形成排水系統(tǒng)：一般情況下應(yīng)在大面積施工前進(jìn)行地基加固強(qiáng)夯試驗(yàn)；根據(jù)設(shè)計(jì)單擊夯能預(yù)估值，進(jìn)行最佳夯能試驗(yàn)；實(shí)施單擊夯擊能試驗(yàn)，對選定的單擊夯擊能試驗(yàn)坑，測定侮次夯擊所對應(yīng)夯坑的體積和夯坑周圍土體隆起或沉降的體積，求出有效夯實(shí)系數(shù)日值，通過夯擊能量與土體有效夯實(shí)系數(shù)的關(guān)系繪成曲線來確定最佳夯擊能：依據(jù)初步選定的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)區(qū)施工，期間同時(shí)測量試驗(yàn)區(qū)孔隙水壓力數(shù)據(jù)，分析總結(jié)其變化規(guī)律及其消散度，確定強(qiáng)夯的影響深度和土體在強(qiáng)夯作業(yè)時(shí)的固結(jié)過程，研究確定土層最佳夯擊能及施工間歇時(shí)間，避免出現(xiàn)橡皮土：進(jìn)行試驗(yàn)區(qū)地基檢測，測試強(qiáng)夯加固地基的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)。
2.2強(qiáng)夯施工方法
滿夯施工。點(diǎn)夯施工完成，等孔隙水消散到設(shè)計(jì)要求以后，進(jìn)行滿夯施工；滿夯施工主要加固點(diǎn)夯夯坑底標(biāo)高以上部分的夯間土；滿夯施工一般采取1/4錘徑雙向搭接，夯擊遍數(shù)、侮點(diǎn)擊數(shù)以及搭接均應(yīng)保證，不得出現(xiàn)漏夯現(xiàn)象。
2.3施工工藝
2.3.1測量放樣
采用1臺(tái)DS-3水準(zhǔn)儀和1臺(tái)J6經(jīng)緯儀按施工圖要求確定強(qiáng)夯區(qū)域及點(diǎn)位布置，并在強(qiáng)夯范圍外設(shè)置坐標(biāo)控制網(wǎng)點(diǎn)基樁，同時(shí)在其周圍合理布置水準(zhǔn)點(diǎn)作為控制高程、路基沉降的依據(jù)。
2.3.2施工要點(diǎn)
墊層的鋪設(shè)：在推土機(jī)場地平整之后，鋪設(shè)0.5-2m厚的碎石墊層，以利于夯擊時(shí)場地的排水，方便機(jī)械通行，并使夯擊能擴(kuò)散。
強(qiáng)夯施工：當(dāng)夯點(diǎn)定位后，在預(yù)定觀測地段中埋設(shè)好測壓(夯擊應(yīng)力、孔隙水壓力)、測振(頻率、振幅、波速)、測變形(土中、地面)的設(shè)備后，即可按設(shè)計(jì)要求分批、分遍施工夯擊。在點(diǎn)夯時(shí)，要對侮一夯點(diǎn)的能量，夯擊次數(shù)，侮次夯坑沉陷量、夯擊坑周圍土的隆起量以及埋設(shè)測點(diǎn)要進(jìn)行量測和記錄，并注意夯擊振動(dòng)的影響范圍和程度。點(diǎn)夯完成后按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行滿夯。
2.4振動(dòng)碾壓
一般的強(qiáng)夯地基處理設(shè)計(jì)最后都要求采用振動(dòng)碾壓，滿夯結(jié)束后進(jìn)行場地整平并測量其標(biāo)高(整平時(shí)考慮相應(yīng)的沉降量)，最后用振動(dòng)碾壓機(jī)振動(dòng)碾壓，測量最終場地高程作為交工驗(yàn)收基礎(chǔ)資料。
3.施工質(zhì)量保證措施
建立健全高效的質(zhì)量保證體系和施工人員樹立高度的質(zhì)量意識(shí)是工程項(xiàng)目質(zhì)量保證的首要措施。
“水”對強(qiáng)夯法處理地基工程質(zhì)量有著舉足輕重的關(guān)系，施工時(shí)必須對此有足夠的認(rèn)識(shí)，采取切實(shí)有效地措施控制地基土含水量在合理的范圍內(nèi)施工。對我國南方地下水位較高、多降雨地Ix：，認(rèn)真重視施工排水工作，盡量降低地基土的含水量：對于北方地下水位偏低、少降雨地區(qū)，在地基土含水量偏低時(shí)可考慮向夯坑中加注適量水分，保持地基土接近最佳含水量以取得理想的地基處理效果。
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