强夯法加固地基在工程施工中的应用.doc

强夯法加固地基在工程施工中的应用1引言我国地域辽阔，土质情况复杂，而多粉细砂或杂填土软弱地基，该种情况地基在施工中的处理不当，常常造成建筑物不均匀沉降，致使建筑物遭到不同程度的破坏，在原来的施工中，多采用土夹石灰土换填分层夯实地基的方法，以减少其沉降的可能，但存在劳动强度大、工作效率低、对地基夯实影响深度小的问题。而由法国的梅那尔在1965年首先创用以来的强夯法加固地基施工方法，因为其工程造价低、施工工艺简单、施工效果明显、施工工期短的优点、不受季节性施工限制，尤其是该施工工艺对回填土为杂填土，回填土深度较深的工程项目尤其为实用的特点，在国内外已经广泛的得到了应用。某会展中心工程，因其地质条件不均匀、回填土深度深，地下存在较厚流沙层，若在施工中采用负摩擦桩，其桩径过大，存在工程造价高、因桩径过大引起沉降不均匀的缺点,而采用换填后分层压实，因其场地面积大，回填深度大（最深处达到8－9m）等问题，存在工程造价高，施工时间长的缺点。故施工中采用先进行强夯加固地基处理后，独立柱基础的施工工艺。2工程概况及工程地质条件简介2.1工程概况：某会展中心工程，建筑面积38000多m2，该处原为两道河道，回填深度较大，地下水位较高，该工程强夯面积约为40000m2，其中该工程外墙边线7m范围内面积约为25000m2设计承载力为250kpa，其余附属设施设计承载力为160kpa。2.2工程地质条件：该工程位于xx地区，原地貌属于冲洪基地貌，地形起伏较大，最高落差约为5m。地层以山前冲洪积物为主，下伏强风化火山角砾岩或强风化泥岩，自上而下可分为：素填土：含建筑垃圾及生活垃圾，厚度约为0.5---4m。粉质粘土：可塑，天然承载力fk=190kpa,厚度约为0.6--7.1m。中砂：天然地基承载力标准值fk=140kpa,设计要求强夯应有效加固至本层。粉质粘土：可塑，天然地基承载力标准值fk=205kpa。砾砂：，很湿---饱和，含角砾、砾石等，含粘土夹层，天然承载力标准值fk=300kpa。强风化角砾岩和强风化泥岩，顶层埋深7.8—12.7m，强风化角砾岩的地基承载力标准值fk=600kpa，强风化泥岩地基承载力标准值fk=500kpa。场区地下水为潜水，含水层为第三层中砂和第五层砾砂。地下水位稳定，受季节性影响较大，雨季时会有所升高。3强夯原理浅析强夯，全称强力夯击法，是用很重的夯锤，一般6-30T，起吊到很高的高度，一般6-30m，使锤自由下落，对土体进行夯实，以提高土体的强度，降低其压缩性的一种地基处理方法，这是在重锤夯实法的基础上发展起来的，在夯实机理上又与之截然不同的一种方法。强夯能加固深部土体而重夯只影响表层。强夯实用于各种杂填土和饱和土，无产生橡皮土之虑，施工方法也独特，分点夯实，多遍夯实，间断施工，不是通常的夯夯搭接，一气夯成。关于饱和土的夯实原理，在实行强夯时，被夯土体在强大的冲击能和冲击波作用下，内应力骤增，先期产生的沉降可达到数十厘米，土体空隙被压缩，局部产生液化，空隙水压力剧增，与周围孔隙水形成压力差，同时，强夯点周围产生大量裂隙，形成良好的排水通道，提高了增添透系数，使孔隙水能迅速排除，压力差降低，土体得到迅速固结，不产生橡皮土，随着一次次的强力夯击，孔隙被压缩到接近极限值，土体呈不可压缩状况而被加固。不过每次夯击引起的压力增加值，不会在短时间里完全消失，夯击到一定程度时，孔隙水压力也递次增加到接近或者等于土体的自重应力，这时土体的强夯能总和，称饱和能，也可以用夯击次数表示。这个饱和能或者夯击次数，是施工的重要参数强夯总能量，若小于饱和能，土体夯实不足，强度不高，影响深度也不够大，若大于饱和能，能量为空隙吸收而继续增高压力，使土体产生液化或触变，强度反而大幅度降低且不易恢复。4强夯参数确定4.1强夯加固深度与夯击能量的确定和核算：强夯对地基的加固深度与夯击能量的大小有关。根据梅那公式得知：H=C（mh）1/2其中：H：加固深度，单位mm：夯锤重量，单位Th：落锤距离，单位mC：有效深度系数，与地基的工程地质条件有关，可参照如下取值。一般粘性土、砂土、地下水位高时，C=0.6。杂填土、深水位时，C=0.9。本工程地下水位较高，土质条件较为杂乱，采用C=0.6。该工程设计影响深度为9m，计划采用落距18.8m，锤重16T则H=C（mh）1/2=0.6（18.8X16）1/2=10.4m满足要求。4.2夯击遍数、每遍夯击次数的确定：夯击遍数，一般为3—8遍，土体的含水量越大，则遍数越多，本工程回填土为风化碎石土，透水性好，且为旱季施工，且夯击能量可以加大，故决定三遍。每遍夯击次数，即饱和能，取决于孔隙水压力递增情况，应在试夯过程中有仪器检测，但因无测孔隙水水压的仪器，按照如下办法进行控制：采用锤击数和最后二击夯沉量双控法，以锤击数