强夯法加固地基在工业与民用建筑中的应用.doc

1、强夯法的由来、施工优点

强夯法处理地基是上世纪60年代末由法国梅纳德（Ménard）技术公司首先创用的。该方法是籍重锤从高处自由落下给地基土施以冲击力和振动，从而达到提高地基土的强度并降低其压缩性，还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性。
强夯施工方法具有施工机具简单，施工方便，加固地基效果显著，适用范围广泛，能缩短工期和降低工程造价等优点。强夯法在开始时仅用于加固砂性土和碎石土地基，经过几十年的应用与发展，通过改进施工方法和改善地基土的排水条件，强夯法逐渐适用于加固从砾石到粘性土的各类地基。在我国强夯法用来加固碎石土、砂土、粘性土、杂填土及湿陷性黄土等地基土。我公司在近些年的施工过程中，坚持积极开拓、大胆创新的思路，开发出具有创意性的强夯处理施工方法，在约300 多万平方米的强夯法加固地基施工实践中，创造出省、市级科技进步奖项目，同时也开创了在华东软土地区强夯法加固地基施工的先例。
由于具备以上的优点，强夯法处理地基常被用于堆料场、仓库、车间、油罐、储仓、公路和铁路路基、机场跑道及码头、填海造地等工业与民用建筑项目中，而且其加固的工程项目范围逐步呈日益广泛的趋势。
2、强夯法加固地基机理
关于强夯法加固地基的机理，目前有关专家学者意见还不很一致，但对于地基处理中经常遇到的几种类型的土，一般的观点认为：强夯法是在极短的时间内对地基土体施加一巨大的冲击能量（一般而言此冲击能量不小于800kN－m），加荷历时约几十毫秒，对含水量较大的土层，加荷时间约100毫秒左右。这种突然释放的巨大能量，将转化为各种波型传到地下。首先到达某指定范围的波是压缩波，它使土体受压或受拉，能引起瞬时的孔隙水汇集，因而使地基土的抗剪强度大为降低，据理论计算这种波以振动能量的7%传播出去，紧随压缩波之后的是剪切波，以振动能量26%传播出去，剪切波会导致土体结构的破坏。此外的瑞利波（面波）以振动能量的67%传出，在夯点附近造成地面隆起。土体在这些波的综合作用下，土体颗粒重新排列相互靠拢，排出孔隙中的气体，使土体挤密压实，强度提高。
根据上述观点，地基土经强夯法加固后，其强度提高过程大致可分为四个阶段：夯击能量转化，同时伴随强制压缩或振密（表现为土体中水及气体排出，孔隙水压力上升）；土体液化或土体结构破坏（表现为土体强度降低或抗剪强度丧失）；排水固结压密（表现为渗透性能改变，土体裂隙发展，土体强度提高）；触变恢复并伴随固结压密（包括部分自由水又变成薄膜水，土的强度继续提高）。 3、强夯法加固地基设计
3.1强夯设计应具备以下资料：
3.1.1拟加固处理的建（构）筑物的使用用途，结构形式及上部荷载，整平后地面标高及基础埋深，场地建构筑物总平面布置图和基础平面图；
3.1.2拟建场地工程地质勘察资料，若不能满足设计要求时应作必要的补充勘察工作；
3.1.3强夯加固后的地基土承载力标准值fK、压缩模量ES值（或变形模量EO值）、有效加固深度值、消除黄土湿陷性与砂土液化、保持场地稳定性及均匀性等技术指标；
3.1.4拟建场地内地下管网、电网，地下构筑物以及强夯振害范围内已有的抗震性能较低、需保护的建（构）筑物位置等资料。
3.2强夯参数的选择
3.2.1强夯参数选择程序
1、根据强夯有效加固深度确定单点夯击能；
2、根据地基土的岩性特征以及设计条件确定加固地基场地的平均夯击能；
3、根据单点夯击能试验确定最佳夯击次数；
4、确定夯点布置形式及间距；
5、夯击遍数、夯遍之间间歇时间确定；
6、确定强夯加固地基的范围；
7、确定夯锤参数。

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