導(dǎo)讀:強(qiáng)夯法是將100~400kN的重錘,最重達(dá)2000kN,以6~40m的落距落下給地基以沖擊和振動(dòng),從而達(dá)到提高地基強(qiáng)度,降低其壓縮性,改善土的振動(dòng)液化條件等目的。不同的建筑物夯擊點(diǎn)位置不同,對(duì)某些基礎(chǔ)面積較大的建筑物,夯擊點(diǎn)可按等邊三角形或正方形布置。
關(guān)鍵詞:強(qiáng)夯法,夯擊點(diǎn)
強(qiáng)夯法是將100~400kN的重錘,最重達(dá)2000kN,以6~40m的落距落下給地基以沖擊和振動(dòng),從而達(dá)到提高地基強(qiáng)度,降低其壓縮性,改善土的振動(dòng)液化條件等目的?捎糜诩庸谈黝惿靶酝、粉土、一般粘性土、人工填土,以及大塊碎石類土以及建筑、生活垃圾或工業(yè)廢料等組成的雜填土。單層8000kN·m高能級(jí)強(qiáng)夯處理深度達(dá)12m,多層強(qiáng)夯處理深度可達(dá)24~54m,一般能量強(qiáng)夯處理深度在6-8m。地基經(jīng)強(qiáng)夯處理后,可明顯提高地基承載力、壓縮模量,減少孔隙比,降低壓縮系數(shù),消除濕陷性,膨脹性,防止振動(dòng)液化。強(qiáng)夯機(jī)具主要為履帶式起重機(jī),當(dāng)起吊能力有限時(shí)可輔以龍門式起落架或其它設(shè)施,加上自動(dòng)脫鉤裝置,施工機(jī)具簡(jiǎn)單。一般的強(qiáng)夯處理是對(duì)原狀土施加能量,無(wú)需添加建筑材料,節(jié)省材料。
1 夯擊點(diǎn)布置
不同的建筑物夯擊點(diǎn)位置不同,對(duì)某些基礎(chǔ)面積較大的建筑物,夯擊點(diǎn)可按等邊三角形或正方形布置;對(duì)辦公樓和住宅建筑,夯擊點(diǎn)可根據(jù)承重墻位置采用等腰三角形布點(diǎn);對(duì)工業(yè)廠房夯擊點(diǎn)可根據(jù)柱網(wǎng)來(lái)布置。強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍,對(duì)一般建筑物,每邊超出基礎(chǔ)邊緣的寬度宜為設(shè)計(jì)處理深度的1/2~2/3,并不宜小于3m。為有效加固深層土,加大土的密實(shí)度,強(qiáng)夯常需分遍夯擊。由于夯點(diǎn)需要一定距離,使夯擊時(shí)夯坑產(chǎn)生沖剪,在夯坑底形成一擠壓加固,為使所產(chǎn)生的擠壓力受周圍土約束,側(cè)面不隆起,因此側(cè)面應(yīng)有一定間距的不擾動(dòng)土。不能像重夯采用一夯挨一夯,夯擊時(shí)側(cè)面土為擾動(dòng)土,易隆起,減少錘底的擠密作用。由于夯點(diǎn)間距大,夯點(diǎn)間需增設(shè)夯點(diǎn)以加固未擠密土,故需增加遍數(shù)。對(duì)飽和粗粒土,當(dāng)需要夯坑深度大時(shí),或積水,或涌土需填粒料,為便于操作而分遍夯擊。對(duì)飽和細(xì)粒土,由于存在單遍飽和夯擊能,每遍夯后需孔壓消散,氣泡回彈,可二次壓密、擠密,因此對(duì)同一夯點(diǎn)需分遍夯擊。在實(shí)際操作中,我們常采用先高能量大間距加固深層,根據(jù)需要對(duì)同一批夯點(diǎn)夯擊,然后再逐個(gè)夯擊另一批夯點(diǎn),若對(duì)所有的夯點(diǎn)都先夯一遍,將造成淺層先加固低于以后深層加固的效果。夯距通常為5~9m,為了使深層土得以加固,第一遍夯擊點(diǎn)的間距要大,下一遍夯點(diǎn)往往布置在上一遍夯點(diǎn)的中間。最后一遍是以較低的夯擊能進(jìn)行夯擊,用以確保近地表土均勻性和較高的密實(shí)度。如果夯距太近,相鄰夯擊點(diǎn)的加固效應(yīng)將在淺處疊加而形成硬層,則將影響夯擊能向深部傳遞。夯擊粘性土?xí)r,一般在夯坑周圍會(huì)產(chǎn)生輻射向裂隙,如夯距太小時(shí),等于使產(chǎn)生的裂隙重新又被閉合。對(duì)處理深度較深或單擊夯擊能較大的工程,第一遍夯擊點(diǎn)間距宜適當(dāng)增大。
2 夯擊次數(shù)和遍數(shù)的確定
夯點(diǎn)的夯擊次數(shù),應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定,且應(yīng)同時(shí)滿足下列條件:第一,最后兩擊的平均夯沉量:當(dāng)單擊夯擊能較小時(shí)不大于50mm,當(dāng)單夯夯擊能量較大時(shí)不大于100mm~200mm。第二,夯坑周圍地面不發(fā)生過(guò)大的隆起。第三,不因夯坑過(guò)深而發(fā)生起錘困難。當(dāng)需要逐遍加密飽和土或高含水量土以加大土的密實(shí)度,或夯坑要求較深起錘困難需加填料時(shí),對(duì)每一夯點(diǎn)需分遍夯擊,以使孔隙水壓力消散。各批夯點(diǎn)的遍數(shù)累計(jì)加上滿夯組成總的夯擊遍數(shù)。一般每個(gè)夯點(diǎn)2~3遍。對(duì)軟弱土,每批夯點(diǎn)的第一遍擊數(shù),常以控制場(chǎng)地隆起、起錘困難設(shè)定擊數(shù),一般選用5~10擊,而無(wú)需控制夯沉量。夯擊遍數(shù)一般情況下可采用2~3遍,最后一次以低能量滿夯一遍,其目的是將松動(dòng)的表層土夯實(shí)。土體壓縮層越厚,土質(zhì)顆粒越細(xì),同時(shí)含水量越高,需要的夯擊遍數(shù)越多。
對(duì)于需要分兩遍或多遍夯擊的工程,兩遍夯擊間應(yīng)有一定的時(shí)間間隔。各遍間的間歇時(shí)間取決于加固土層中孔隙水壓力消散所需要的時(shí)間。對(duì)砂性土,孔隙水壓力的峰值出現(xiàn)在夯完后的瞬間,消散時(shí)間只有2~4min,故對(duì)滲透性較大的砂性土,兩遍夯間的間歇時(shí)間很短,亦即可連續(xù)夯擊。對(duì)粘性土,由于孔隙水壓力消散較慢,故當(dāng)夯擊能逐漸增加時(shí),孔隙水壓力亦相應(yīng)的疊加,其間歇時(shí)間取決于孔隙水的消散情況,一般為2~4周。對(duì)粘性土地基的現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)了袋裝砂井,以便加速孔隙水壓力的消散,縮短間歇時(shí)間。
3 夯錘
夯錘可用混凝土及鑄鋼制作;炷铃N重心較高,沖擊后晃動(dòng)大,夯坑易塌土,夯坑開口較大,易起錘,易損壞。鑄鋼錘則相反,特別是夯坑較深時(shí),塌土覆蓋錘頂易造成起錘困難。某些施工單位將錘底制成稍帶凸弧,增加了側(cè)擠使坑壁穩(wěn)定,減小了起錘力及坑壁塌土。夯錘形狀現(xiàn)多用圓錘,夯錘構(gòu)造可用鋼板為外殼,底板加厚,內(nèi)部焊接鋼筋骨架后澆筑混凝土制成,錘底面積一般根據(jù)錘重決定,錘重為100~250kN時(shí),可取錘底靜壓力25~40kPa,細(xì)粒土,單擊能低,宜取較小值;粗粒土,單擊能高宜取較大值。錘底面積一般為3~7m2,以上適于單擊夯擊能小于8000kJ時(shí)。若夯擊能加大,錘重加大,靜壓力值宜相應(yīng)加大。為減少夯錘下落過(guò)程中的空氣阻力作用,特別是消除當(dāng)夯坑較深而尚需繼續(xù)夯擊時(shí)的氣墊影響,夯錘宜設(shè)4~6個(gè)排氣孔,孔徑宜取下口直徑150~200mm,上口直徑為80~l00mm,過(guò)小易堵孔。夯錘吊環(huán)必須準(zhǔn)確處于重心,確保起吊后錘身平衡。
4 起夯面
為使強(qiáng)夯加密土不被挖除,有效利用其加固深度,起夯面可高于基底或低于基底。高于基底是預(yù)留一壓實(shí)高度,使夯實(shí)后表面與基底為同一標(biāo)高。低于基底是當(dāng)要求加固深度加大,能級(jí)達(dá)不到所需加固深度時(shí),降低起夯面,在滿夯時(shí)再回填至基底以上,使?jié)M夯后與基底標(biāo)高一致,這時(shí)滿夯加固深度加大,需增大滿夯單擊能。
5 墊層
對(duì)軟弱飽和土或地下水很淺時(shí),常需在表面鋪設(shè)砂礫石、碎石墊層,厚0.5~1.5m,墊層材料宜用砂礫石、碎石、礦渣,粒徑宜小于10cm。對(duì)處理土層為飽和砂、軟土?xí)r,夯坑易涌土、涌砂,故墊層填料不宜用砂。墊層厚度不宜過(guò)小,過(guò)小不起作用;也不宜過(guò)厚,過(guò)厚時(shí)能級(jí)低的強(qiáng)夯,在錘底形成大的墊,擴(kuò)散動(dòng)應(yīng)力,減小對(duì)下部軟弱土的加固作用。
需要注意的是,雖然強(qiáng)夯法有很多的優(yōu)點(diǎn),但并不一定適用于所有情況。目前,在施工過(guò)程中,由于強(qiáng)夯法施工存在的諸多優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)院、建設(shè)單位、施工單位等在大規(guī)模的地基處理時(shí)普遍傾向于采用強(qiáng)夯法施工,但在許多工程中,強(qiáng)夯處理效果不明顯,甚至比不處理時(shí)還差。因此,我們首先必須搞清楚什么地質(zhì)條件適合強(qiáng)夯,使強(qiáng)夯能真正發(fā)揮去作用。
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