強夯法地基處理技術(shù)及工程實例分析

強夯法地基處理技術(shù)及工程實例分析?摘要：本文詳細介紹了強夯法地基處理技術(shù)的原理、施工工藝、參數(shù)選擇以及質(zhì)量檢測方法。通過實際工程案例分析，闡述了強夯法在解決軟弱地基問題中的應(yīng)用效果，為類似工程的地基處理提供參考和借鑒。一、引言在工程建設(shè)中，軟弱地基的存在常常給建筑物的穩(wěn)定性和安全性帶來挑戰(zhàn)。強夯法作為一種有效的地基處理方法，具有施工簡單、加固效果顯著、成本較低等優(yōu)點，在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。二、強夯法地基處理技術(shù)原理強夯法是利用強大的夯擊能，迫使深層土液化和動力固結(jié)，使土體密實，提高地基土的強度，降低其壓縮性，改善地基性能。其加固原理主要包括以下幾個方面：1.動力密實：對于多孔隙、粗顆粒、非飽和土，強夯時，巨大的沖擊能量使土顆粒重新排列，孔隙減少，形成密實的結(jié)構(gòu)。2.動力固結(jié)：對于細顆粒飽和土，強夯時產(chǎn)生的超孔隙水壓力使土顆粒懸浮，隨著孔隙水壓力的消散，土顆粒重新排列，土體逐漸固結(jié)。3.動力置換：在強夯能量作用下，將碎石等粗顆粒材料強行擠入土體中，形成樁體，與原土體共同承擔荷載，提高地基承載力。三、強夯法施工工藝1.施工準備場地平整：清除場地內(nèi)的障礙物，平整場地，使場地達到設(shè)計要求的標高。測量放線：根據(jù)設(shè)計圖紙，測放出強夯施工區(qū)域的邊界和夯點位置，并設(shè)置明顯的標志。設(shè)備選型與進場：根據(jù)工程規(guī)模和地質(zhì)條件，選擇合適的強夯設(shè)備，如履帶式起重機等，并確保設(shè)備性能良好，能夠滿足施工要求。設(shè)備進場后，進行調(diào)試和檢查。2.夯點布置夯點布置應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)、建筑物的結(jié)構(gòu)形式和荷載分布等因素確定。常見的夯點布置形式有正方形、梅花形等。夯點間距一般為515m，具體間距應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定。3.夯擊施工起吊夯錘：將夯錘起吊至預(yù)定高度，夯錘自由落下，對地基進行夯擊。控制夯擊參數(shù)：夯擊參數(shù)包括夯擊能、夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)、間歇時間等。夯擊能應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)和加固深度確定，一般為8004000kN·m。夯擊次數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場試夯確定，以夯坑的壓縮量不再明顯增加為控制標準。夯擊遍數(shù)一般為23遍，最后一遍為滿夯。相鄰兩遍夯擊之間應(yīng)設(shè)置一定的間歇時間，以利于孔隙水壓力的消散。夯點移動：按照設(shè)計的夯點布置順序，依次進行各夯點的夯擊，完成一遍夯擊后，移動夯錘至下一個夯點。4.滿夯滿夯是對整個場地進行一次全面的夯擊，以進一步加固表層地基土。滿夯時，夯擊能一般為第一遍夯擊能的1/22/3，夯點應(yīng)相互搭接，不留間隙。5.施工質(zhì)量控制夯錘質(zhì)量與落距控制：確保夯錘的質(zhì)量和尺寸符合設(shè)計要求，定期檢查夯錘的磨損情況。嚴格控制夯錘的落距，保證夯擊能的穩(wěn)定。夯擊次數(shù)與夯擊遍數(shù)控制：按照試夯確定的參數(shù)進行施工，現(xiàn)場記錄夯擊次數(shù)和夯坑深度，及時調(diào)整施工參數(shù)。間歇時間控制：根據(jù)地基土的性質(zhì)和孔隙水壓力消散情況，合理確定相鄰兩遍夯擊之間的間歇時間，確保地基土的固結(jié)效果。四、強夯法施工參數(shù)選擇1.夯擊能夯擊能的選擇應(yīng)根據(jù)地基土的類型、厚度、加固深度以及建筑物的荷載等因素綜合確定。一般來說，對于砂性土、粉土等淺層地基處理，夯擊能可選用8001500kN·m；對于軟黏土等深層地基處理，夯擊能可選用20004000kN·m。2.夯擊次數(shù)夯擊次數(shù)通過現(xiàn)場試夯確定。試夯時，在夯坑周圍設(shè)置測量標志，測量每擊的夯沉量。當夯沉量連續(xù)兩擊小于設(shè)計規(guī)定的數(shù)值（如50mm）時，即可認為達到了控制夯擊次數(shù)。3.夯擊遍數(shù)夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)和加固效果要求確定。一般情況下，夯擊遍數(shù)為23遍。第一遍夯擊主要是使地基土產(chǎn)生較大的壓縮變形，第二遍夯擊進一步加固地基土，提高地基的均勻性，第三遍滿夯可使表層地基土更加密實。4.間歇時間間歇時間的長短取決于地基土的滲透性和孔隙水壓力消散情況。對于滲透性較好的地基土，間歇時間可較短，一般為12天；對于滲透性較差的地基土，間歇時間應(yīng)適當延長，可達到37天甚至更長時間，以確保孔隙水壓力充分消散。五、強夯法質(zhì)量檢測方法1.原位測試靜力觸探試驗：通過靜力觸探探頭將一定規(guī)格的圓錐形探頭勻速壓入土中，測定探頭所受的阻力，從而了解地基土的力學(xué)性質(zhì)。靜力觸探試驗可以連續(xù)、快速地獲取地基土的力學(xué)參數(shù)，適用于粘性土、粉土和砂土等。標準貫入試驗：用一定質(zhì)量的穿心錘，以一定的落距自由下落，將標準貫入器打入土中，記錄貫入一定深度所需的錘擊數(shù)，以此判斷地基土的密實程度和強度。標準貫入試驗操作簡便，結(jié)果直觀，是一種常用的原位測試方法。動力觸探試驗：通過一定質(zhì)量的落錘，以一定的落距自由下落，將探頭打入土中，根據(jù)探頭貫入土中的難易程度來判斷地基土的性質(zhì)。動力觸探試驗分為輕型、重型和超重型動力觸探，可用于不同類型地基土的檢測。2.室內(nèi)試驗土工試驗：取強夯前后的地基土樣進行常規(guī)的土工試驗，如含水量、密度、孔隙比、壓縮性指標等，以了解強夯對地基土物理力學(xué)性質(zhì)的影響?？箟簭姸仍囼灒簩姾惶幚砗蟮牡鼗吝M行室內(nèi)抗壓強度試驗，測定其抗壓強度，評估地基土的加固效果。對于強夯置換形成的樁體，可進行樁身材料的抗壓強度試驗。3.其他檢測方法平板載荷試驗：在強夯處理后的地基上施加豎向荷載，觀測地基土的變形情況，測定地基土的承載力特征值。平板載荷試驗是一種直接測定地基承載力的方法，結(jié)果較為準確可靠。沉降觀測：在強夯施工前和施工后，對建筑物或監(jiān)測點進行沉降觀測，記錄沉降量隨時間的變化情況。通過沉降觀測，可以了解強夯處理后地基的沉降情況，判斷地基的穩(wěn)定性和加固效果。六、工程實例分析（一）工程概況某工業(yè)園區(qū)內(nèi)新建一大型倉庫，場地原為農(nóng)田，地勢較為平坦。場地地基土主要為粉質(zhì)黏土，厚度較大，含水量較高，壓縮性高，承載力較低，不能滿足倉庫建設(shè)的要求。設(shè)計采用強夯法對地基進行處理，以提高地基承載力，減少地基沉降。（二）強夯設(shè)計參數(shù)1.夯擊能：根據(jù)場地地質(zhì)條件和加固深度要求，選用夯擊能為2000kN·m。2.夯擊次數(shù)：通過現(xiàn)場試夯確定，每點夯擊次數(shù)為810擊，最后兩擊的夯沉量不大于50mm。3.夯擊遍數(shù)：采用兩遍夯擊，第一遍夯擊點間距為8m，呈正方形布置；第二遍夯擊點位于第一遍夯擊點之間，夯擊點間距為4m。最后進行滿夯，滿夯夯擊能為1000kN·m。4.間歇時間：相鄰兩遍夯擊之間的間歇時間為3天，以確?？紫端畨毫Τ浞窒ⅰ＃ㄈ┦┕み^程1.施工準備清除場地內(nèi)的障礙物，平整場地，使場地標高符合設(shè)計要求。測量放線，確定夯點位置，并設(shè)置明顯的標志。選用履帶式起重機作為強夯設(shè)備，對設(shè)備進行調(diào)試和檢查，確保設(shè)備性能良好。2.夯擊施工按照設(shè)計的夯點布置順序，進行第一遍夯擊。起吊夯錘至預(yù)定高度，自由落下進行夯擊，嚴格控制夯擊參數(shù)。第一遍夯擊完成后，間隔3天進行第二遍夯擊。第二遍夯擊時，調(diào)整夯點位置，對第一遍夯擊點之間的區(qū)域進行夯擊。第二遍夯擊完成后，進行滿夯。滿夯時，夯錘相互搭接，不留間隙，以加固表層地基土。（四）質(zhì)量檢測1.原位測試強夯施工前后，分別進行了靜力觸探試驗和標準貫入試驗。試驗結(jié)果表明，強夯后地基土的比貫入阻力和標準貫入擊數(shù)明顯提高，說明地基土的密實程度和強度得到了顯著改善。具體數(shù)據(jù)如下：強夯前，比貫入阻力平均值為3.5MPa，標準貫入擊數(shù)平均值為5擊；強夯后，比貫入阻力平均值為8.0MPa，標準貫入擊數(shù)平均值為12擊。2.室內(nèi)試驗取強夯前后的地基土樣進行土工試驗，結(jié)果顯示強夯后土的含水量有所降低，密度和孔隙比減小，壓縮系數(shù)降低。例如，強夯前土的含水量為32%，孔隙比為0.95，壓縮系數(shù)為0.4MPa^1；強夯后土的含水量為28%，孔隙比為0.88，壓縮系數(shù)為0.2MPa^1。3.平板載荷試驗在強夯處理后的地基上進行平板載荷試驗，試驗結(jié)果表明地基土的承載力特征值由強夯前的80kPa提高到了200kPa，滿足設(shè)計要求。（五）效果分析通過強夯法處理后，該場地地基土的物理力學(xué)性質(zhì)得到了明顯改善，地基承載力大幅提高，壓縮性顯著降低。從建筑物的沉降觀測結(jié)果來看，在倉庫建成后的使用過程中，地基沉降量較小，且沉降穩(wěn)定，說明強夯法的加固效果良好，能夠滿足大型倉庫的建設(shè)要求。七、結(jié)論強夯法作為一種有效的地基處理技術(shù)，在解決軟弱地基問題方面具有獨特的優(yōu)勢。通過合理選擇施工參數(shù)，嚴格控制施工質(zhì)量，并采用科學(xué)的質(zhì)量檢測方法，可以確保強夯法的加固效果。