巖土工程地基處理中強(qiáng)夯法的應(yīng)用研究

王劉星

摘要：巖土工程作為難度大、技術(shù)高的基礎(chǔ)建設(shè)工程，在工程建設(shè)中有著極其重要的地位。巖土工程地基處理中的強(qiáng)夯法在實(shí)際應(yīng)用中效果很好，可以有效的提高地基承載力，減小地基不均勻沉降，在節(jié)約建筑資源、減少工程成本等方面發(fā)揮了重要作用，收到了明顯的社會效益，所以對其應(yīng)用的研究具有重要意義。基于此，本文主要就地基處理中的強(qiáng)夯法展開了分析探討。

關(guān)鍵詞：巖土工程;地基處理;強(qiáng)夯法

引言

近年來隨著社會經(jīng)濟(jì)和建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑地基成為了目前工程建設(shè)最為關(guān)注的問題之一。地基處理即通過一系列技術(shù)措施為地基進(jìn)行加固和改進(jìn)，人工增加建筑地基的支撐能力、抗?jié)B能力、抗壓能力等并改善地下水文條件等。要從根本上杜絕地基傾倒失穩(wěn)、不均勻沉降等問題，需要在處理地基時(shí)加大科技投入、提高技術(shù)水平，針對不同巖土層進(jìn)行合理化處理，以此保證工程質(zhì)量，建筑安全性和抗震性合格，延長建筑使用壽命。而地基處理中的強(qiáng)夯法具有設(shè)備簡單、施工方便、適用范圍廣、節(jié)約材料等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。

1強(qiáng)夯法概述

強(qiáng)夯法是通過強(qiáng)力沖擊夯實(shí)地基的一種方法，通常是用起吊設(shè)備吊起重10噸以上的巨型夯錘，使其在一定高度垂直地基做自由落體運(yùn)動(dòng)，由此產(chǎn)生強(qiáng)大的振動(dòng)和沖擊力來夯實(shí)地基，夯擊錘在夯坑周圍產(chǎn)生的應(yīng)力波將地基變得更加緊實(shí)，以此加固地基。這種方法是目前我國運(yùn)用比較普遍和有效的加固技術(shù)，能顯著提高地基的機(jī)械強(qiáng)度和承載能力，而且該技術(shù)還在不斷發(fā)展。強(qiáng)夯法主要適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土、粘性土及填土地基。如果對含水率較高的土質(zhì)使用強(qiáng)夯法加固，那會由于較大的沉降量而難以控制夯擊位置，進(jìn)而加大地基處理的難度。如飽和度較高的粘土或粘性土等地基，如果在夯坑內(nèi)回填碎石、塊石或其他粗顆粒的材料實(shí)施強(qiáng)夯置換時(shí)，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)對其適用性進(jìn)行確定。針對粘性土地基，一般采用分遍間歇夯擊或連續(xù)夯擊的方法，并按照工程的實(shí)際需求現(xiàn)場試驗(yàn)確定夯實(shí)的次數(shù)和夯實(shí)的有效深度。

2強(qiáng)夯法的設(shè)計(jì)

2.1加固深度和最佳夯擊能

地基處理方案的重要依據(jù)是敏感參數(shù)，采用強(qiáng)夯法雖然能有效加固深度，但應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)或現(xiàn)場試夯確定強(qiáng)夯的有效加固深度。理論上把使地基出現(xiàn)的孔隙水壓力可以達(dá)到土的自重應(yīng)力的夯擊能稱為最佳夯擊能，如果孔隙水壓力的增加值隨著夯擊次數(shù)的增加而逐漸達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，可以把此時(shí)的夯擊能稱為最佳夯擊能，還可以綜合考慮地基土的結(jié)構(gòu)類型、要求處理的深度、擬建建筑荷載大小等因素，并現(xiàn)場試夯最終確定。

2.2夯點(diǎn)的間距

應(yīng)該根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類型、地下水、地基土情況綜合確定，一般情況是夯錘直徑的1.5-2.0倍，如果夯擊能量比較大時(shí)，可以適當(dāng)加大夯點(diǎn)的間距。

2.3強(qiáng)夯夯擊次數(shù)

應(yīng)該建筑物的使用要求和地基土的性質(zhì)確定夯擊的遍數(shù)，通常夯擊2—3遍，按照夯坑出現(xiàn)最大壓縮量，夯坑周圍隆起最小的量確定終夯夯擊次數(shù)。另外除了根據(jù)現(xiàn)場試夯所得的夯擊次數(shù)和夯沉量的關(guān)系曲線確定終夯之外，還應(yīng)該滿足：保證夯坑周圍的地面不產(chǎn)生較大的隆起，不能因夯坑太深而給起錘帶來困難。

2.4強(qiáng)夯的間隔時(shí)間

強(qiáng)夯的間隔時(shí)間指的是兩遍夯擊間隔的時(shí)間，兩遍夯擊的間歇，可以使土中超靜孔隙水壓力消散。一般兩遍夯擊的間隔時(shí)間應(yīng)大于一周（石料為主的填土層除外）;對于滲透性較差、含水量較高的黏性土地基，間隔時(shí)間應(yīng)大于3-4周，使超靜孔隙水壓力消散達(dá)到85%以上。如果施工單位有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，也可以縮短間隔時(shí)間。

3強(qiáng)夯法施工技術(shù)控制要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

（1）平整場地，按照勘察報(bào)告中場地地下水的分布特征，提前設(shè)置排泄地下水的通道或降低場地的地下水;（2）按照施工順序，從邊緣向中間分段進(jìn)行施工;（3）夯實(shí)的時(shí)候按照設(shè)計(jì)的夯實(shí)參數(shù)進(jìn)行夯實(shí)，使夯實(shí)的質(zhì)量得到保障，并用新土把夯實(shí)之后的夯坑填平;（4）在強(qiáng)夯施工中應(yīng)該讓夯錘自由落下，沖擊產(chǎn)生的震動(dòng)會對周邊建筑物造成影響，地基土的土質(zhì)特性決定了震動(dòng)烈度的大小，夯擊順序應(yīng)該由臨近建筑物逐漸向遠(yuǎn)處移動(dòng)，為了使夯擊震害減少，可以在周邊設(shè)置隔離防震溝;（5）應(yīng)控制回填土的含水量在最優(yōu)含水量范圍之內(nèi)，如果含水量比最優(yōu)含水量低，鉆孔灌水或?yàn)⑺疂B透。在雨天進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí)應(yīng)采取措施防止周邊雨水匯入場地，如設(shè)置截洪溝、排水溝等;（6）對施工過程做好記錄，并對夯錘的落距和質(zhì)量、夯前的夯點(diǎn)位置、夯坑位置、夯擊遍數(shù)、和測量的標(biāo)高數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查;（7）按照設(shè)計(jì)布置的夯點(diǎn)嚴(yán)格的進(jìn)行放線和夯擊，并根據(jù)試夯確定的間隔時(shí)間、夯擊遍數(shù)、夯擊擊數(shù)、落距、錘重等參數(shù)進(jìn)行施工;（8）施工中應(yīng)該安排人工導(dǎo)向，在滿夯時(shí)對吊車的位置隨時(shí)調(diào)整，避免以吊車為中心的扇形面出現(xiàn)，而對夯擊的效果造成影響。

4強(qiáng)夯法在巖土地基處理中的應(yīng)用

4.1工程的概況

某工程的地基處理法為強(qiáng)夯法，工程施工場地是非自重的濕陷性黃土場地。該地基運(yùn)用強(qiáng)夯法對地基進(jìn)行加固處理和回填，采用二遍強(qiáng)夯施工，第一遍是點(diǎn)夯，第二遍是滿夯，布點(diǎn)為梅花形。完成強(qiáng)夯平整場地后，運(yùn)用鏈軌機(jī)械振動(dòng)碾壓至加固地基的要求。

4.2操作步驟

回填70cm的黃土后進(jìn)行場地平整;針對試驗(yàn)場地進(jìn)行分區(qū)，然后就第一遍夯點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，并測量好場地的高程;同時(shí)在指定的合理位置安置起重機(jī)，將夯錘和夯點(diǎn)位置對準(zhǔn);在強(qiáng)夯之前需準(zhǔn)確測量夯錘頂高程;當(dāng)夯錘升至相應(yīng)高度時(shí)，脫鉤裝置自動(dòng)開啟，夯錘脫鉤自由下落。此時(shí)，放下吊鉤并測量夯錘頂部高程，若發(fā)現(xiàn)坑底部傾斜或夯錘歪斜，則需及時(shí)平整夯坑底部，然后重復(fù)以上步驟;依照設(shè)計(jì)要求的夯擊次數(shù)與控制標(biāo)準(zhǔn)，來完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊;把夯錘移到下一夯點(diǎn)，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊;用挖掘機(jī)將夯坑進(jìn)行填平，之后對場地高程進(jìn)行測量。

4.3間歇期

強(qiáng)夯間歇期第一遍點(diǎn)夯后間歇7天，第二遍間歇12天。根據(jù)操作步驟完成施工后，對夯后場地的高程進(jìn)行測量。

4.4單遍點(diǎn)夯夯擊收錘及控制標(biāo)準(zhǔn)

每夯點(diǎn)每遍夯擊次數(shù)應(yīng)該大于八擊，最后兩擊平均夯沉量小于50mm（夯擊能小于4000KNm），保障夯坑周圍的地面不能有較大的隆起產(chǎn)生，不得出現(xiàn)因夯坑較深而出現(xiàn)起錘困難的情況。

4.5強(qiáng)夯質(zhì)量檢測

檢驗(yàn)強(qiáng)夯效果的方法主要有土工試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜載荷試驗(yàn)等。一般的工程應(yīng)該采取兩種或兩種以上檢驗(yàn)方法，重要的工程項(xiàng)目應(yīng)該增加檢驗(yàn)的項(xiàng)目，還可以針對現(xiàn)場做大壓板載荷試驗(yàn)。隨著夯擊后間歇時(shí)間的增加土體的強(qiáng)度也隨之增加，對強(qiáng)夯效果的測試應(yīng)該在強(qiáng)夯之后的1～4周之內(nèi)進(jìn)行，在強(qiáng)夯結(jié)束后不應(yīng)該立即測試，否則會測出偏低的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。

5結(jié)語

總之，地基處理在巖土工程中占著絕對重要的地位，因?yàn)榈鼗且磺泻罄m(xù)施工的基礎(chǔ)，其質(zhì)量直接影響整個(gè)工程的穩(wěn)定性和安全性。因此結(jié)合實(shí)際施工場地條件，選用合適經(jīng)濟(jì)的處理方法，以防止工程出現(xiàn)傾斜失穩(wěn)、變形破壞等問題非常的重要。本文主要就地基處理中的強(qiáng)夯法進(jìn)行了分析研究，以供參考。未來隨著我國經(jīng)濟(jì)和建筑業(yè)的發(fā)展，會有更多的建筑物需要建設(shè)，因此對地基處理問題作進(jìn)一步的研究，為工程建設(shè)提供更加經(jīng)濟(jì)節(jié)約、安全可靠的理論依據(jù)。

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