强夯处理方法的影响因素

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３２卷第７期　Ｖｄ．３２　Ｎｏ．７　２　０　０　６年４月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮｘＩ　ＡＲｃＨＩＴＥ　ＩＲＥ　Ａｐｔ．２００６　・１２５・　文章嗣号：１００９．６８２５［２００６｝０７．０１２５．０２　强夯处理方法的影响因素　杨智刚　摘要：结合强夯工程实践，从施工土质、地基土的含水量及地下水位、夯击功能、施工机具和施工工艺等五个方面对强　夯法的影响因素进行了分析，并提出了相应的防治措施，以使强夯法达到最佳的加固效果。　关键词：强夯法，加固效果，影响因素　中图分类号：ＴＵ４７２．３１　文献标识码：Ａ　强夯法是１９６９年由法国工程师Ｌ．Ｍｅｎａｒｄ首先提出的，经过　相同，在饱和无粘性土的情况下，可能会产生液化，压实过程同爆　３０多年的发展，已广泛地应用于工业与民用建筑、仓库、油罐、公　破振动压密的过程相似。他认为：强夯对饱和细颗粒土的效果尚　路和铁路、飞机场跑道及码头的地基处理中，是一种行之有效的　不明确，成功和失败的例子均有报道。对于这类饱和细粒土，需　地基处理方法。强夯法施工简便，速度快，可基本达到预期的地　要破坏土的结构，产生超孔隙压力以及通过裂隙形成排水通道，　基处理深度，有效地改善地基承载力，基本消除地震可能产生的　孔隙水压消散，土体才会压密。因此，对于饱和细粒土，当采用强　地基液化，不受施工季节性的限制…１。在采用强夯法进行地基处　夯处理时，往往要伴随着一些有利于排水的措施，如铺筑砂垫层，　理时，需考虑此方法的影响因素。现结合工程实践谈一些主要的　打设砂井及排水板等。　影响因素。　２地基土的含水量及地下水位　１　土的类型　与土体的常规压实原理一样，地基土的含水量也是强夯加固　对于粗粒土及非饱和的黄土、粉土和砂性土，强夯加固作用　效果的重要影响因素。对于一定的强夯冲击能，也有最佳含水量　主要是基于动力压实的概念。在第十届国际土力学和基础工程　的概念。强夯的最佳含水量不仅意味着此时土体在一定的夯击　会议上，美国教授Ｍｉｔｃｈｅｌｌ在“地基处理的发展水平”报告中指出：　能下能够达到最佳压实状态，而且还意味着此时土体的有效加固　当强夯法应用于非饱和土时，压密过程基本上同实验室的击实法　范围最大。从理论上分析，由于强夯时土体的动应力沿深度方向　得：ｄｅ　２．２５９　ｍ，Ｓ＝ｄｅ／１．０５＝２．２５９／１．０５＝２．１５２　ｍ，取Ｓ　松散桩体挖除，铺设了一层３００　ｍｍ厚的碎石垫层并对垫层进行　＝２．１　ｍ。由以上计算最后确定设计桩距为２．１　ｍ，等边三角形布　了压实。　置，地基处理范围为满堂处理，考虑到应力扩散，减轻基础边缘土　５沉降观测　侧向变形，基础外围设两排护桩，本设计共布桩３８２根。　’　本建筑于１９９８年３月开工，１９９９年底竣工，在主体工程施工　４碎石桩施工与检测　至二层时设置了沉降观测点，至现在各观测点间不均匀沉降和倾　采用７５　ｋＷ振冲器，按试验取得的技术参数及工艺要求进行　斜值均较小，在规范允许的范围内。　施工，制桩时加密电流控制在９０　Ａ～９５　Ａ，留振时间９　Ｓ，填料量　综上所述，用振冲碎石桩处理该地基是行之有效的，它能提　平均每延米不小于１．４５　ｍ３，水压：造孔时为５００　ｋＰａ～７００　ｋＰａ，　高地基承载力，使处理后的地基强度比较均匀，有效地减少了地　填料加密时为３００　ｋＰａ－５００　ｋＰａ，在桩底１１．０　ｍ深度处造孔电流　基的不均匀沉降。振冲法施工方法简单，机械化程度高，施工速　要求不小于９０　Ａ，填料采用含泥量不大的碎石，粒径要连续级配，　度快，地质适应性强，不受季节影响（本工程即在冬季施工）而且　粒径为３０　ｍｍ－－７０　ｍｍ，施工顺序由里向外。碎石桩施　从１９９７　造价低。本工程用碎石桩处理地基比钢筋混凝土灌注桩节约投资　年１１月中旬开工～１９９８年元月中旬完工，历时２个月。　约４０％，效果显著。　碎石桩施工完毕一个月后，将桩顶部分１．０　ｍ范围内桩段挖　参考文献：　去，对桩体进行了现场复合地基载荷试验，试验得出复合地基承　［１］地基处理手册编写委员会．地基处理手册［Ｍ］．北京：中国建　载力特征值为６０７　ｋＰａ，达到了设计要求，但比计算值提高了约　筑出版社，１９８８．８０—８１．　２０％，主要原因是实际施工成桩的桩径大多数较计算时的１．１　ｍ　［２］ＪＧＪ　７９—２００２，建筑地基处理技术规范［ｓ］．　桩径大，桩间土承载力较试桩值大所致。　［３］靳建军．碎石桩在工程中的应用［Ｊ］．山西建筑，２００４，３０（３）：　复合地基载荷试验完成后，将桩顶部分１．０　ｍ范围内预留的　２４—２５．　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｐｏｗｅｒ　ｖｉｂｒｏ—ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｓｔｏｎｅ　ｐｉｌｅ　ｆｏｒ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ＣＨＥＮ　Ｆｅａｇ－ｚｈｏａｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｖｉｂｒｏ－ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｓｔｏｎｅ　ｐｉｌｅ．ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｇｎ　ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｌａｎ、∞ｎ—　ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｅｓｔ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｖｉｂｒｏ－ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｓｔｏｎｅ　ｐｉｌｅ。ｉｔ　ｉｓ　ｆｅａｓｉｎｅ　ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｂｃ哪ｐｒｏｖｅｄ　ｂｙ　ｅｘｐｅｒｉｎｅｃｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｖｉｂｒｏ－ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｓｔｏｎｅ　ｐｉｌｅ，ｏｍａｐｏｕｎｄ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｂｅａｔｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　收稿日期：２００５—１０—２３　作者简介：杨智刚（１９７０　），男，工程师，长安大学公路学院岩土工程专业硕士研究生。陕西西安７１００５４　维普资讯 http://www.cqvip.com ・　１２６　・　．　．２￥３　０　２￣　０　６　４年月　ｇ　督　　ｋｉｄ　西　建　筑陶　Ｋ　的分布是变化的，亦即不同深度的夯击能不同，所以，沿深度各土　锤形尺寸主要体现在与有效接触面积的大小。锤底面积的　层的最佳含水量也是变化的。但在实用上，只考虑沿深度各土层　选择应视土质软硬程度考虑，一般锤底下沉深度不宜大于锤底面　的最佳含水量的近似平均值。一些施工经验和研究结果表明，当　直径或边长的１／２，如锤底面积偏小，就可能使一部分能量损失在　夯击功能等效时，强夯与常规压实试验的最佳含水量比较接　摩擦和扰动之中。锤重相同，锤底面积不同，则强夯加固深度也　近　２。当然，与常规压实情况不同，强夯加固时，地基土的含水量　不同；与锤底接触的地基单位面积静压力大时，影响深度和夯实　般不能人为选定，只有根据该含水量来选择相适应的夯击功　效果较好。因此，对较坚硬的非饱和黄土宜选取较小底面积的夯　增加单位面积冲量来获得较大的加固强度和加固深度。在一　能。一种例外的情况是，采用抽水法或灌水法来适当改变地基土　锤，一含水量。对此。也有不少工程应用实例。　些情况下，也可以首先选用较大面积的夯锤补夯，然后再用小面　大量的工程实例已经表明，地下水位是影响强夯加固效果的　积大冲量的夯锤加夯。此外，还要认识到，当锤底夯击面积过小　重要因素。　时，在地基内部促使土体侧向挤出的可能较大，夯沉量也大，但夯　地下水位低的地基士，强夯加固效果好；地下水位高的地基　实效果不一定好。　土，强夯加固效果差。因此，在高水位地区进行强夯处理地基时，　５夯点的布设及夯击方式　最好通过各种降水法使地下水位处于预期的加固深度之下。　夯点的布设及夯击方式与地基土的类型和处理深度有关。　３夯击功能　夯位排布一般有正方形网格排列、夯点中心间呈等边三角形以及　夯击功能是强夯加固效果的重要标志。它是指对地基土施　梅花形排列等。　对于含水量较大而透水性较差的粘性土地基，需要采用间歇　加功能的统称，其中包括有单击夯击功能和夯击次数概念。显　然，单击夯击功能越大，夯击次数越多，加固效果越好；所需使用　多遍夯击落距方式，以使土中孔隙水压力有较充分的消散时间。　施工机具也越笨重，施工费用越大。　对于处于稍湿状态的非饱和地基土，土中没有或很少有自由水，　研究与实践表明，单击夯击功能基本上决定了强夯加固的有　强夯过程中不存在孔隙水压力消散与孔隙水排出问题，因而可以　效范围；夯击次数则主要在于提高有效范围的加固效果，当然对　在一个夯位上一遍连续夯到所需的总击数，再移到次一个夯位上　有效加固范围也有一定影响ｌ　３ｌ。工程实例表明，一般加固１０　ｍ　逐位一遍夯成。最后再降低落距。搭夯一遍，将夯坑拍平。这样，　深度范围的非饱和地基土，所需施加单击夯击功能为１００　ｔ／ｌｍ～　在平面上的夯位排列无需象夯击饱和土那样采用较大距离的跳　１２０　ｔ／ｍ；夯击次数大于５时已达到８０％以上的加固程度（即在给　点布，从而要大大地减少使夯锤在平面上移动所费的工时，施工　定的单击功能下完成夯沉量的８０％以上）；夯击次数大于１０时　操作简便，工作效率高。夯坑边到边之间的距离一般可采用锤底　已基本达到较理想的加固程度。　面直径或边长的０．２５倍。　４夯击加载机具　根据对地基处理深度及夯实加固效果的要求不同，以及所需　夯击加载机具的合理配套使用可以使有限的夯击功能最大　处理的地基场地特点，强夯施工时的夯点排布、夯击顺序，夯击方　式以及各夯点的夯击次数也有所差异。强夯施工一般有主夯点　限度地施加于预定范围的地基土上，从而达到最佳的强夯加固效　所采用夯击功能可　果。夯击加载机具的配套体现在锤重和落距的选择，以及锤形尺　和次夯点之区别。施工时宜先在主夯点夯击，以较大些，夯击次数也多。主夯点的间距较大，以夯实加固地基　寸的设计。　深部土层。对次夯点夯击时，夯点位置需重新排列，夯点间距减　强夯时重锤下落产生的作用主要是冲量，冲量即动量的变　用以夯实加固地基浅部土层。当对地基夯实加固效果的要求　化。由动量Ｐ；ＩＯ＇／＇Ｕ，速度Ｖ＝　，得动量Ｐ＝ｍ　，其中　少，较高时，可采用多遍夯击的方法。一般对地基应采用先边部后中　为质量；ｇ为重力加速度；ｈ为落距。由动量公式可以看出，加　间的强夯施工顺序，以减少地基内部土体的侧向挤出，提高夯实　大锤重比加大落距的效果要好。一些试验资料表明，不增加夯锤　加固效果。　重量，仅凭提高落距的措施以增加地基处理深度的效果较差。　由以上的分析可知，影响强夯加固效果的因素是多方面的。　锤形及尺寸也是强夯加固效果的重要影响因素。锤形体现　在锤体的横截面形状和纵截面形状两方面。锤体横截面形状即　因此，在采用强夯法进行地基处理时，必须综合考虑各种因素，以　达到最佳的加固效果。　为锤体平面形状，一般有方形和圆形两种。方锤的优点是和基础　参考文献：　的形状一致，夯点比较容易布置；缺点方向不容易掌握，一般需要　１］河海大学．交通土建软土地基工程手册［Ｍ］．北京：人民交通　绳索导向，但也常常发生吊锤旋转，因此有部分功能消耗在坑边　［上。圆锤的优点是不用导向，每夯一击均能准确地落在原坑位　出版社．２０Ｏ１．４４３—４４４．　上；缺点是与基础形状不一，一般按梅花形布置夯点。锤体纵截　面形状有平底形、弹头形和球台形，其中，后两种锤形与地基土的　［２］黄绍明，高大钊．软土地基与地下工程［Ｍ］．北京：中国建筑工　业出版社．２ｏ０５．３８５—３８７．　有效接触面积较小，改变了锤底作用力的分布，增加单位面积冲　量，因而可得到较大的加固强度和加固深度。　［３］徐至钧．强夯和强夯置换法加固地基［Ｍ］．北京：机械工业出　版社．４２—４３．　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ＹＡＮＧＺｈｉ－ｇａｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｗｏｒｋ，ｆｒｏｍ　ｓｏｉｌ　ｑｕａｌｉｔｙ，ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｓｏｉｌ，ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｓｙ　ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｄｙａｄｉｃ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ；ａｔ　ｔｈｅ　Ｓｆ１．Ｆｆ１．ｅ　ｔｉｍｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｃｏｕｎｔｅｒ—　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔＯ　ｅｎｓｕｒｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｙｎ￣ｉｃ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒ