中国矿业大学力学与建筑工程学院《学科前沿讲座》课程
土木工程方向专题论文论文题目：谈强夯法
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2011年6月
学科前沿讲座→→→谈强夯法
学院：力建班级：姓名：学号：
摘要：通过对强夯法地基基础的研究，了解其应用范围和条件。强夯法是地基处理方法之一，它适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土，湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法，适用于高饱和度的粉土，软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程，在设计前必须通过现场实验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度，减少压缩性，改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。过工程实践对强夯法处理盐渍土地基的加固效果进行分析，提出了利用强夯法处理盐渍土地基的施工工艺、施工要点和施工方法，论证强夯法处理盐渍土时不同夯击能下的处理效果，施工工艺的适用性和技术可行性。
关键词：地基处理强夯实际应用盐渍土地基加固处理
规定
1、强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与黏性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。
2、强夯施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建设规模及建筑类型确定。
设计
1、强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。在缺少试验资料或经验时可按下表预估。
2、强夯的单位夯击能量，应根据地基土类别、结构类型荷载大小和要求处理的深度等综合考虑，并通过现场试夯确定。
3、夯击遍数应根据地基土的性质确定，一般情况下，可采用2～3遍，最后再以低能量夯击一遍。对于渗透性弱的细粒土，必要时夯击遍数可适当增加。
4、两遍夯击之间应有一定的时间间隔。间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时，可根据低级土的渗透性确定，对于渗透性较差的黏性土地基的间隔时间，应不少于3～4周；对于渗透性好的地基土可连续夯击。
5、夯击点位置可根据建筑结构类型，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取5～9m，以后各遍夯击点间距可与第一遍相同，也可适当减小。对于处理深度较大或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。
6、强夯处理范围应大于建筑物基础范围。每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2至2/3。并不宜小于3m。
7、根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试夯。应根据不同土质条件待试夯结束一置数周后，对试夯场地进行测试，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。
施工
1、强夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其它安全措施，防止落锤时机架倾覆。
2、当地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料。夯坑内或场地积水应及时排除。
3、强夯施工前，应查明场地内范围的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因强夯施工而造成破坏。
4、当强夯施工所产生的振动，对邻近建筑物或设备产生产生有害的影响时，应采取防振或隔振措施。
质量检验
1、检查强夯施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合设计要求时应补夯和采取其它有效措施。
2、强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基质量进行检验。对于碎石土和砂土地基，其间隔可取1～2周；低饱和度的粉土和黏性土地基可取2～4周。
3、质量检验的方法，宜根据土性选用原位测试和室内土工试验。对于一般工程应采取两种或两种以上的方法进行检验；对于重要工程项目应增加检验项目，也可做现场大压板载荷试验。
4、质量检验的数量，应根据场地复杂程度和建筑的重要性确定。对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑物地基的检验点不应少于3处；对于复杂场地或重要建筑物地基应增加检验点数。检验深度应不小于设计处理的深度。
这种方法是将重锤提升到高处自由落下，给地基以强烈的冲击力和振动，使土体结构破坏，孔隙压缩，土体局部液化，通过裂缝排出孔隙水和气体，地基土在新的状况下固结，从而提高承载能力，并降低其压缩性。强夯法施工简便，效果显著。2003年，我们在宜昌兴山县公安局看守所-监室工程施工中对高填土下卧可液化土层地基采用强夯处理，取得良好的技术经济效果，深受建设方和有关专家们的好评。
一、工程概况及地质条件
宜昌兴山县公安局看守所监室、位于兴山县新县城古夫镇北侧古洞口小区，南与电业公司住宅楼毗邻。建筑面积2800平方米，基础全部坐落在高填土上，填土厚度3M-6M。填筑材料为碎石，砂，卵石和少量崩坡积含碎石粉质粘土等。由于该工程位于6度地震区的高填土上，并且下卧可液化土层，必须对地基进行加固处理。
二、确定地基处理方案
根据该工程的地质条件，我们进行了多个方案比较：
1、沉管灌注桩基础，采用桩基技术可保证，但基础不仅耗费大量建筑材料，而且工期长，工程造价高。另外不可预见的打桩时会遇大的石块，这样施工就更难了。很难保证施工中桩的质量。
2、挖孔桩：考虑到该地基填土厚度只有3M-6M，加之拟建建筑物只有二~三层，荷载小，所以采用人工挖孔桩。既不能满足挖孔桩构造要求，又增加了造价，延长了工期，这样的方案不可取。
3、强夯法：地基加固效果显著，使用设备简单，施工方便，速度快，投资省，既可提高地基的承载力，又能增强抗液化稳定性。
经上述方案对比研究后，确定采用强夯法对地基加固，然后进行钢筋混凝土浅埋基础施工。
三、强夯法施工
（一）强夯设备
采用15T履带式起重机作为提升机具。夯锤重120KN，以20MM厚的钢板为底，底面积1.8×1.8M，外包高0.96M。厚10MM钢板，内设多层锚固钢筋并满浇C28混凝土，锤底到锤面埋有5根ф100MM的通气管，以降低夯击的气垫作用，锤顶采刚性吊环，使用吊钩得以迅速而方便的挂上。自动脱钩装置由船用脱钩装置改变而来，开钩拉绳一端系在脱钩装置的把柄上，另一端穿过焊在吊车大钩侧板上的转向滑轮，然后固定在吊车起重臂底部的轴上，当夯锤起吊到预定高度时，开钩拉绳即张紧而拉开脱钩装置的锁卡，使夯锤脱钩下落。（二）施工概况
1、夯击参数和夯点布置。依照试验所得数据，确定施工中每个夯击点夯击8次，夯击3遍，前2遍夯击点按上部结构的墙柱位置进行布置，尽量使夯击坑成为基础的基坑，夯击点中距为6、4.5、3.3 M，后一遍落距为3M，每点夯击4次进行“搭夯”。
2、施工准备。对施工现场做好三通一平后，按照夯点平面，布置图进行定位放线，准确标出夯点的位置，并设置了四个水准点，以便施工中测量夯击沉降量，拟定夯击施工顺序。
3、施工操作。施工按拟定的夯击顺序逐点进行。每点夯击程序为：起重机就位→夯锤对准夯点位置→将夯锤起吊至预定高度→拉开脱钩装置锁卡夯锤自由落下，这样循环多次，直至完成夯击次数，夯击时注意保持落锤平稳，夯位准确，当夯锤气孔被土堵塞时，及时进行清理，以免影响夯击效果。前两遍全部夯击完毕后，用推土机将周围的土填平夯坑，再进行低能级搭夯，将场地表层松土夯实。施工中，为防止吊车臂杆在较大仰角时因突然释重而后倾，在臂杆顶端加了两根钢绳系在停放前面的推土机上，行动也比较方便。
4、质量与效果检验。施工中现场监测人员着重检测夯点位置、锤重、落距夯击击数、每击沉降量等关键项目，并详细记录每点的夯击情况。夯击完成后，对地表面的下沉量作了测定，并进行静力触探，旁压试验，标准贯入试验，确定加固后地基承载力和抗液化性能。
四、强夯效果
盐渍土是指含盐量超过一定数量的土[1]。随着我国广大西北地区的开发和建设，对盐渍土地基工程提出了更高的要求。另一方面，由于盐渍土本身与一般土不同，甚至与冻土、膨胀土和湿陷性黄土相比，还更特殊和复杂。它除了具有溶陷性外，还具有盐胀性和腐蚀性，给工程带来许多危害，造成了巨大的经济损失。我国对盐渍土的分类方法是沿用前苏联的分类方法，即按不同性质的盐含量进行分类：主要分为氯盐渍土、硫酸盐渍土和碳酸盐渍土。
场地地基土为氯盐渍土，含盐量一般在8%~12%之间，属超~强盐渍土，土层深处见少量盐晶。土层含盐为易溶盐。场地土的有害毛细水，地下水埋藏较浅，表层土质又为粉土，盐渍土中有害毛细水上升能直接引起地基土的浸湿软化和次生盐滓化，对建(构)筑物地基产生有害影响。经勘察，有害毛细水上升的高度大于地下水埋深的土层厚度。在恶劣气候条件下，毛细水渗出表层并湿润表层土，干化后形成坚硬的盐壳土。氯盐渍土在地下水位埋深较浅时，一般不具有溶陷性。但是，淡水浸湿场地氯盐渍土，具有较强的溶陷性。对淡水水池、输送淡水的管线(管沟、管井)和屋面、地面的雨水排放构筑物的防渗、防漏要求较高。施工过程中的施工用水和使用过程中的生活污水，必须排出建筑场地外。在地基处理时，不能采用含有淡水作业的施工工艺。
在抗震设防烈度为7度的条件下，地基土的液化等级为轻微液化，场地属轻微液化场地。在地基处理设计时，要考虑消除地基液化的可能。地下水对混凝土有强腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具有强腐蚀性，腐蚀特性为液体接触结晶腐蚀，因此，地基处理不能采用混凝土和钢材。
