1、浅析强夯置换法在码头前沿区地基处理中的应用摘要：强夯置换法主要是结合强夯加固、复合地基的优势，比较经济、实用。但是，在地基所产生的波场中，强夯置换法所产生的夯击能，能够对周边的建筑形成一定的冲击，这直接影响到强夯置换法的应用。一般来说，选择底部面积比较小的置换夯锤，在夯击能量渐变的过程中，强夯置换法可以针对码头前沿区的地基做加固处理。笔者将结合自己的经验，做一定的探讨。 关键词：地基处理；强夯置换法；码头前沿区 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 现阶段，在进行地基处理时，强夯置换法的应用比较广泛。它主要是把强夯加固、复合地基两种优势结合在一起，比较经济。在对码头前沿区的地基进行
2、处理时，应用强夯置换法需要注意的是，必须挑选底部面积相对较小的置换夯锤进行一定的加固处理。 一、介绍强夯置换法 强夯置换法在 1969 年被创造出来，它是由法国的 Menard 公司创造的，作为一种地基加固的方法，它也可以称为动力固结法。强夯置换法的工作原理主要是使用起吊设备，把 10-25 的重锤提高到 10-25 米的高度，让它自由下落，凭借产生的夯击能、冲击波，对土层做夯实的处理。它所起到的作用包括以下几个方面：第一，增加地基土的强度；第二，增加密实度；第三，把土的压缩性降低；第四，增加砂土的抗液化条件；第五，把地基的加固深度增加到 6-8 米；第六，减轻湿陷性。夯击能还可以增加土层的均
3、匀度，防止差异沉降的现象。我国在 1978 年第一次进行了强夯法试验研究。经多次试验以后，强夯置换法得到了迅速的推广。二、强夯置换法的加固机理 强夯置换法的加固机理和强夯法有点相似，加固过程如下：在需要进行强夯置换的地基表面填充一层材料，填充的厚度需要结合现场地基的情况，材料要具有透水性，可以是砂砾、碎石等。使用一定重量的重锤，从高处落下以后，对地面夯击数次，这样就可以产生很大的冲击波。在冲击波中，体积波起决定性的作用，主要有纵波以及横波。纵波和横波由夯击点发出，然后传播到地基的纵深方向，地基土会经历以下几个阶段：第一，空隙压缩；第二，局部液化；第三，可变渗透；第四，实效触变恢复。对原来的地基
4、土进行压缩，依靠强夯法产生的能量进行冲击、震动，把粗颗粒料扎实到地基里面，进而形成复合地基。 强夯置换法主要有以下的技术特性：第一，强夯置换法处理很多类型的地基，适合的范围比较广；第二，在加固地基时，需要的设备比较少，施工过程简便，费用比较低，适合对规模较大的地基进行加固；第三，对地基进行加固的效果比较明显，加固处理以后就可以进行使用；第四，在进行加固时，可以灵活选择加固的范围；第五，在进行加固处理后，只是把原来地基的物理特性改变了，不会对地基土和周围的环境造成污染。 三、分析夯击波场和它产生的影响 强夯法和强夯置换法这两种方法会在很短的时间内产生冲击的能量，这种冲击的能量比较大，如果加上荷力
5、，通常只有几十 ms，锤底的动力最大可以达到 9Mpa。这种能量一般会转化成波场，然后在地基中传播。波场是由三种波联合起来进行传播的，主要是压缩波，又称为 P 波；剪切波，又称为 S 波；瑞利波，又称为 R 波。体波主要由压缩波和剪切波组成，它是由波源顺着半球形的波阵面传播；面波主要是瑞利波，它和体波传播的方向不同，它是顺着圆柱形的波阵面向外传播。 对压缩波来说，它的质点运动是和波阵面的方向平行的，是一种推拉性的运动；对剪切波来说，它是和波阵面的方向呈正交的关系，产生的是横向位移；对瑞利波来说，它的质点运动包括水平的分量、竖向的分量，由这两个分量共同组成。 这种波场能量比较高，它的影响有一定的
6、范围，一般来说，如果建筑物在它的影响范围内，可能会对建筑物造成一定的扰动、破坏。如果施工工地周围存在建筑物，要合理应用这种加固方法。如果采用的是底面面积比较小的置换夯锤，在施工的过程中，就可以减少它所产生的横向冲击作用，把夯击能运用到填料的下沉以及密实工作中，降低夯击能对周围建筑物的影响。 四、工程实例中的应用 以笔者所参与的某一工程为例，工程的现场在码头的前沿区，这一区域的特点主要是：（1）开山碎石的厚度比较大；（2）土质比较疏松；（3）地层机构相对复杂。 我们都知道在进行强夯施工的过程中，会对周围的建筑物造成一定的影响。结合笔者的专业知识和工作经验，一般的强夯影响不是很大，强夯造成的影响深
7、度在 10 米，产生的振动比较大。通常情况下，在码头前沿区进行回填时，最厚可以达到 20 米。这种情况对地基提出了很高的要求，地基的稳定性必须达到，地基的强度要求也比较高。要达到地基处理的要求，并且对周围的建筑物不产生影响，最好采用的是强夯置换法。 笔者所参与的这一工程，置换夯锤底面的面积比较小，锤底在接地时，压力能够达到 150Kpa。在夯击能的作用下，竖向产生的冲击力比侧向产生的挤压力要大，夯击能量主要是用在竖向的冲击。在这个过程中，产生的压缩波比较大，它可以让置换碎石的桩体延伸到比较深的地层；侧面产生的压力比较小，主要是以横波的形式存在，强夯置换法应该采用的布点形式是正方形布点，在夯距比
8、较小的情况下，挤密效果就非常明显。 笔者在参与的过程中，总结的强夯置换法施工措施大致如下： 第一，在特定的范围内，包括场地后方直到码头前沿，做加固处理时，应该运用不同级别的强夯置换法。 第二，在施工的过程中，要先从离建筑物比较近的地方开始施工，这个地方必须采取低能级的夯点，随着离建筑物距离越来越大，能级也逐渐增加。 第三，在施工的过程中，要在建筑物上安装经纬仪，这样可以观察是不是会形成侧向的位移。 第四，在进行填料时，必须控制好夯坑的深度，深度应该在 2-2.5m之间，这样才能保证置换桩体的质量。 第五，进行强夯置换的回填石料是有严格要求的。一般采用的是碎石用料，它的颗粒级配应该达到良好的状态
9、，最大的粒径不能大于 20，含泥量要小于或者等于 10%。 通过相关的计算，强夯置换桩体在进行重锤敲击时，击数一般大于20 击，夯坑的深度大于 4 米。在应用的过程中，经过相关的统计，得出结论：置换碎石桩主体的长度设为 a，置换强夯产生的影响深度为 b，a和 b 的总体影响深度大于 11.5 米，地基承载力的特征值大于 180KPa，符合地基处理的要求。 通常情况下，如果施工的环境没有对由强夯引起的振动、冲击作用提出要求，透水性相对较好的地基可以进行强夯加固，并且加固的效果比较明显，经济性相对较好。如果在夯击的影响范围内有建筑物存在时，要合理选择加固方法。 结语： 在进行地基处理时，要根据地基
10、的类型，结合工程场地周围的环境，选择适当的加固方法。以本工程为例，在对码头前沿区的地基进行处理时，必须考虑到周围建筑物的因素。强夯置换法适用的地基类型比较广，加固效果比较明显，施工的过程比较简单，加固范围在选择起来比较灵活。工程管理者要考虑到强夯置换法在很短的时间内产生的冲击能量，根据施工场地离建筑物的距离，合理选择强夯的能级数，这样才可以起到良好的置换效果。 参考文献： 1王晓昱，王博.强夯置换法在码头前沿区地基处理中的应用J.中国港湾建设，2008（06） 2陈春胜，杨丛为.高能级强夯置换法在修复工程中的应用J.化工建设工程，2008（03） 3郝力生.应用强夯置换法处理码头振动敏感地基J.山西建筑，2010（08） 4李小霞.强夯置换法在软弱地基处理中的应用J. 科技创新与应用，2012（03z） 5郭文光.强夯置换法在淤泥地基处理中的应用J.西部探矿工程,2012（05）
