1、强夯法对某软弱地基的加固处理研究摘要：强夯法是反复将重锤提到高处使其自由落下，给地基以冲击和振动能量，将地基土夯实的地基处理方法。结合工程实例，介绍了采用强夯法处理软弱地基的施工过程，此方法可显著改善地基土的物理力学性能，从而提高承载力，有效控制基础沉降。并且技术可行，施工快捷，经济效果显著。 关键词：强夯法；软弱地基；加固处理 中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号： 强夯法也称动力固结法(Dynamic Consolidation Method)或动力压实法(Dynamic Compaction Method)。这种方法是反复将很重的锤提到一定高度使其自由落下，夯锤重一般为 1040
2、t(最重为 200t)，提升高度大约为 1040m，对地基土施加很大的冲击能。在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基的强度、降低土的压缩性、提高地基土的均匀性。它是在重锤夯实法的基础发展起来的，但又与重锤夯实法迥然不同的一项新技术。而且随着强夯法的发展，它已经不是单独应用，而是联合其它地基处理方法一起应用1。 1 工程概况 地基土层结构及特征如下：自上而下，第 1 层人工填土；第 2 层淤泥；第 3 层粉质黏土；第 4 层细砂；第 5 层淤泥质粉质黏土；第 6 层砾砂；第 7 层圆砾。现需要对第 1 层人工填(土在场区内全场分布，层厚不均，为 1.806m)；第 2 层淤泥(在场区内局部
3、分布，层厚不均，为0.201 m)进行处理。 2 强夯法的原理、设计和施工要点 2.1 强夯法的基本特性 该法所用设备简单，原理直观，适用范围广泛，可用于加固各种填土、湿陷性黄土、碎石土、砂土、一般黏性土、软土以及工业、生活垃圾等地基，特别是对非饱和土加固效果显著。用强夯法加固后地基的压缩性可降低 200%1000%，而强度可提高 200% 500%。用强夯法处理垃圾土，尚可使有害气体迅速排除，有利于环境保护。 2.1.1 强夯法的基本特征 (1)强夯法处理后的地基可使土的压缩性明显降低，提高地基土承载力，对不同的土质提高的程度有所不同；(2)强夯处理能使地基强度趋向均匀，有利消除不均匀沉降，
4、这是任何天然地基所不能达到的；(3)与其他夯击法，如机械夯实、爆炸夯实等相比，强夯法夯击能量大，并可根据地基处理要求来确定夯点间距、夯击能量及夯击方法，使地基深层土也得到改善；(4)施工中必要的夯击能量可以分几遍完成；(5)强夯法处理垃圾土，可使有害气体迅速排除。 2.1.2 强夯法最适宜的施工条件 (1)处理深度最好不超过 15 m(特殊情况除外)；(2)对于饱和软土，地表面应铺一层较厚的砾石、砂土等优质填料；(3)地下水位离地表面下23 m 为宜；(4)夯击对象最好为粗颗粒土组成；(5)施工现场离既有建筑物有足够的安全距离(一般为大于 10 m)，否则不宜施工。 2.2 强夯法的基本原理
5、强夯法的原理是用起重机械将大吨位夯锤起吊到一定高度后，自由落下，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和很大的冲击应力，迫使土体孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土粒重新排列，经时效压密达到固结。强夯法改变松散填土的力学性能，提高地基土承载力，降低土的压缩性；提高土层均匀性、密实性，减小地面、路面及建筑物的沉降差异，避免过大的不均匀沉降。强夯法是我国目前最为常用和最为经济的深层地基处理方法之一2。 3 强夯法施工过程中存在的问题 由于强夯法的设计理论尚不成熟，夯击时地基土的动力性质又不十分明确，以及地基土性状变化多端，因此在采用强夯
6、法时必须进行现场试夯。另外由于按照目前勘察布孔的要求对建筑场地进行勘察时，只能大致了解场地的不均匀程度，整个场地的最弱部位不一定能查明。而设计人员进行强夯设计时，往往根据勘察资料提供的参数进行设计，这样虽经强夯处理，有的仍不能满足设计要求，有的又因施工过多的夯击能而造成浪费，因此采用信息化施工是目前的强夯法施工工艺的发展趋势。信息化施工的主要优点是能保证施工后场地的均匀性，同时由于质量检验是在施工过程中进行，起到指导施工的作用，从而达到保证工程质量，降低工程造价的目的。信息化施工是一项先进的施工方法，尽管根据我国强夯施工现状，要做到在施工过程中对夯击效果进行检测，并利用计算机进行处理，目前推广
7、尚有一定的难度。随着科学技术的发展，加强施工管理，提高效率，节约成本的重要性越来越明显了3。 该方法以保证强夯后地基的均匀性为信息化管理的目标，这是合理的。通过强夯设计，一般都可以达到设计有效加固深度，也就说地基承载力不存在问题。那么地基均匀性理所当然成为预期目标。但是，强夯信息化管理的意义并不是这么简单，比如，在施工过程中通过信息化管理提供停夯标准、击与击之间时间控制、遍与遍之间实践控制、夯后地基承载力评价等等。这种方法只是在夯击遍与遍之间进行预测，并没有反应击与击之间的情况。另外，这种方法最终通过确定下一遍的夯击数来进行施工管理，而计算结果只能表明下一遍所要达到的夯沉量。这就需要在夯前通过
8、试夯确定夯沉量与夯击次数的关系曲线。但是这是不现实的。从不同的初始状态(也就是先前夯沉量或夯击次数不同)进行夯击，达到相同的夯沉量所需要的夯击次数是不同的。而且，试夯也并不能完全反应真实情况。 4 施工处理方法 在软土地基中产生挤淤和置换，在软土中产生很大的超静孔隙水压力，造成局部地域产生隆起和挤出的现象。为了更好地消散超静孔隙水压力，施工中采取隔点不隔行的施工方法。 1)场区清表。将地表存在的杂草杂物用推土机或装载机清除，其清表深度约 1520cm。 2)场区整平。在需要强夯的工作表面，用推土机或挖运设备，将整个场区整平至 4100m 高程。按地表排水方向设置 0.3%流水坡4。 3)降水完
9、成，场区整平，埋设降水装置，进行降水作业，在降水至设计高程后，再进行点夯施工。 4)强夯预处理表层，用夯击能量为 1000kNm 的点夯夯击能量进行表层预处理。强夯预处理表层的目的，是对松散的填土进行初期密实处理，同时，对施工场地土层施加动能作用力，土中应力增大，孔隙水在一定的压力下通过土体中的排水路径及井点降水共同作用排逸加速。 5)点夯。点夯的目的进行深度加固点夯施工分 3 遍完成，夯击能采用 1 800kNm ，单点夯击击数为 68 击。 6)满夯。满夯的作用，是加固浅表层及点夯夯间隔区。满夯以600kNm 的夯击能，每点两击并相互搭接互压锤径的 1/4。 任务完成后 2030d 进行地
10、基检测。地基检测的主要内容，可选择标贯试验、静力触探、现场载荷板试验及土样抗压力学指标检测项目，检测夯后地基土的变化，提供各项承载力指标和设计参数经过强夯处理后的地基承载力标准值 fk120kPa；压缩模量 Es61MPa；强夯影响深度5m。 结论 强夯地基处理法，虽然工程应用已经相当广泛，但对起加固机理和设计计算尚缺乏成熟的深入研究。今后仍需要加强这方面的研究探索。特别是结合工程实践进行大量的现场测试取得数据，为机理研究提供充分依据，为设计计算规范、施工质量验收规范的编制和完善提供必要可靠条件。目前所采用的两种信息化施工方法：预测夯击次数和以最后两击夯沉量作为停夯指标的信息化施工方法都存在各自的不足之处，可采取方法进行改进，即在遍与遍之间的停夯标准上，第一遍以保证承载力为目标，以后的遍数主要控制地基变形模量的均匀性。 参考文献： 1王月梅. 浅谈强夯法在软弱地基处理中的应用J. 四川建筑，2009，06：270-272. 2周华海； 陈丽萍. 强夯法加固软弱地基工程实践J. 四川建筑，2009，09：224-226. 3冯廷华. 振冲碎石桩与强夯法组合处理软弱地基J. 施工技术，2009，12：128-130. 4冯雪松. 强夯法在滨海人工填土软弱地基加固中的应用J. 中国科技信息，2008，01：101-102.
