强夯法加固地基理论及应用

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1、强夯法加固地基理论及应用李春鹏汪波朱林锋济南市勘察测绘研究院山东济南250013摘要：强夯法是地基处理的一种常用方法，木文着重阐述了强夯法的加固机理，系统地阐述了强夯法设计计算的步骤及相关参数的确定，并以工程实例加以佐证。关键词：强夯法；吹填砂；地基处理；参数1强夯法加固机理强夯法一般釆用8〜40t的重锤、8〜20m的落距（最高为40m）对土层进行强力夯击，巨大的冲击能量在土中产生很大的冲击波和动应力，从而提高土的强度，降低压缩性，改善土的液化条件，清除湿陷性黄土的湿陷性等功能，同时还能提高土层的均匀程度，从而减少差异沉降。如果将地基视为弹性半空间体，则夯锤自由下落过程，也

2、就是势能转换位动能的过程，即随着夯锤下落，势能越来越少，动能越来越大，在落到地面以前的瞬间，势能的极大部分都转换成动能，夯锤夯击地面时，这部分动能除一部分以声波形式向四周传播，一部分由于夯锤和土体摩擦而变成热能外，其余的大部分冲击动能则使土体产生自由振动，并以压缩波（亦称纵波，P波）、剪切波（横波、S波）和瑞利波（表面波，R波）的波体系联合在地基内传播，在地基中产生一个波场。图1表示离开震源（夯击点）一定距离处的波长。[引自Woods,1968]2强夯法加固的适应范围我国《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）认为，强夯法适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土，

3、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与粘性土地基，应通过现场试验确定其适用性。3设计计算1）有效加固深度的确定有效加固深度是指在正常的施工条件下，地基土的控制指标满足设计要求的深度。影响有效加固深度的主要因素有夯锤锤重（W）、提升高度（h）和锤底面积（八）,其次还有夯击次数、夯点间距、每遍夯击间隔吋间、土体平均含水量、地下水位、不同土层的厚度和埋藏顺序以及其它强夯的设计参数等。在具体应用中，应根据不同的土质和工程实际，具体问题具体分析。2）夯击遍数夯击遍数应根据地基土的性质确定。确定工程夯击遍数的原则是根据压缩层的厚度、土质条件和设计对沉降的要求来确定。一般可

4、用下面方法控制：②根据设计要求夯到标高为止。③在有的情况下，可根据经验来确定。根据资料报导，对于砂砾，砂质土和垃圾土，夯击遍数为2~3遍；粉质土为3〜8遍。最后再.对全部场地进行轻量级夯击，使表层1〜2m范围的土层得以夯实。3）申击穷击能单击夯击能其值等于锤重和落距的乘积，按式确定，单击夯击能一般根据加固土层的厚度、地基状况和土质成分。一般说夯击吋最好锤重和落距大，则单击能量大，夯击击数少，夯击遍数也相应减少，加固效果和技术经济较好。单击夯击能太小，就无法使水与土颗粒产生相对流动，水就不能排出，在这种情况下仅仅靠增加夯击数不能产生加固效果。因此单击夯击能不能太小，一般应满足

5、在单击设计加固范围内的土层得到了改良的要求。4）最佳夯击能最佳夯击能一般通过单点夯试验确定，对于粘性土地基，由于孔隙水压力的消散慢，随着夯击能的增加，孔隙水压力可以叠加，因而可根据冇效加固深度孔隙水压力的叠加来选定最佳夯击能。对于砂性土地基，由于孔隙水压力的增加和消散过程快，孔隙水压力不能随夯击能的增加而叠加，当孔隙水压力增量随夯击次数的增加趋于稳定时，可认为砂土能够接受的能量已达到饱和状态。5）间隔吋间间歇吋间取决于超孔隙水压力的消散吋间。应通过试夯来确定间隔吋间。土中超孔隙水压力的消散率与土的类别、夯点间距等因素冇关。对砂性土其滲透系数大，一般在数分钟和2〜3小吋即可消

6、散完。但对于渗透性差的粘性土地基，一般需要数周才能消散完。当缺少实测孔压资料吋，可根据地基土的渗透性确定间歇时间，对于渗透性差的粘性土地基的间隔时间，一般不少于3〜4周，一般滲透性较好的粘性土1〜2周，对渗透性好的地基可连续夯击。6）夯击点布置夯击点布置是否合理与夯实效果和施工费用有直接关系。夯点的平面布置应根据建筑物的结构类型，地基上情况和要求的加固深度确定，夯点平面布置的合理与否及夯实效果和施工费用有直接关系①对大面积或饱和粘性土，采用“正方形插挡法”布置。这样会使孔隙水压力有充足的吋间消散，不易形成“弹簧土”。②对条形基础，采用“点线插档法”布置，这种布置方式效果好，

7、速度快。③对砂性土、含水量较低的冋填土或抛石挤淤加强夯，可采用普夯法加固。④对柱基底加固可用点夯，该法速度快，造价低。⑤对一些加固深度较大，由于己有的设备能量大小受到限制或由于垫层厚度很大，能量在该层中消耗较大，可能达不到要求，这吋可以采用二次夯击，即先在某较低的标高上夯完，在回填到设计标高，进行第二次夯击，一般会得到较好的效果。7）夯击次数0前，在工程实践中，除了按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定夯击次数外，同时要满足最后两击得平均夯沉量不大于50mm，当夯击能量较大时不大于100mm的规定。除此之外，