浅谈地基处理强夯法.doc

浅谈地基处理强夯法上海市第二市政工程有限公司(陈斌)阅读次数:3384隧道网www.tunnelling.cn2006-01-15【文字大小：大中小】摘要：本文详细介绍了强夯法的由来和在国内外的发展情况着重阐述了强夯加固机理中的动力固结理论和震动波压密理论。另外还介绍了强夯施工的一般流程和施工要点。最后文章详细介绍了沪青平高速公路(中段)二标段工程中强夯法对软土路基处理的情况并通过中期监测数据对加固效果进行了分析评价。关键词：强夯法、饱和能、震动波压密、沪青平高速公路1前言任何建筑物的荷载最终将通过基础传递到地基上。凡是基础直接建造在未经加固的天然土层上时这种地基称为天然地基。若天然地基很软弱则事先要经过人工处理这种地基称之为人工地基。而其处理过程就称为“地基处理”(SOILTREATMENT)或“地基加固”(SOILIMPROVEMENT)。地基处理方法主要分为：换土垫层法深层密实法排水固结法化学加固法加筋法和热学法。强夯法属于地基处理方式中的深层密实法中。强夯法设备简单适用范围广泛可用于填土、失陷性黄土、粘土、砂砾、碎石等各种土质。对于淤泥质软土的试验性施工证明只要控制好施工参数也是可行的。此法不仅用于房建工程也适合桥涵、道路、港口码头和大型设备基础等工程而且具有速度快、效果显著和节省投资等优点是一种比较理想的地基处理方式。目前上海强夯法的应用还不是十分广泛特别是在软基处理研究和施工方面还比较缺乏经验希望能通过本文对强夯理论和软基处理工程实例的介绍和分析给强夯法在上海的推广和应用提供一些资料和借鉴。2概述2.1强夯法的由来及特性强夯法处理地基是六十年代末由法国Menard技术公司首先创造的。这种方法是将很重的锤(一般为100－400kN)从高处自由落下落(落距一般为6-40m)给地基以冲击力和振动从而提高土的强度并降低土的压缩性改善土的振动液化条件和消除湿陷性黄土的湿陷性等作用。同时夯击能还可以提高土层的均匀程度减少将来可能出现的差异沉降。强夯法开始时仅用于加固砂土和碎石经过几十年的发展它以适用从砾石到粘性土的各种地基土这主要是由于施工方法的改进和排水条件的改善。强夯法由于具有地基加固效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点很快传播到世界各地。目前已经有几十个国家的数千项工程采用强夯法加固地基。2.2国内外发展情况强夯法是法国Menard技术公司于1969年首创并创用的。由于强夯法特有的优点所以在国外十分普遍。1974年英国工程师协会专门召开了深基础会议在该次会议上Menard本人对强夯作了详细介绍。从那以后十几年来第九、十、十一界国际土力学和基础工程会议上以及世界各地区性会议上都发表了很多关于强夯的论文对强夯的发展、完善起到了很大的推动作用。我国是1978年9月引进这项技术的1979年首先在塘沽进行了强夯法加固粘土地基的实验研究。1979年6月分别在河北省廊坊与山西省阳泉对轻亚粘土、粉细砂地基与黄土质砂粘土填方地基进行了处理。这是我国采用强夯法处理地基的最早两项工程。随后很快推广到北京、上海、天津、广州、深圳等很多地方并且都取得了良好的技术经济效果为国家节省了巨额基础工程费用。3加固机理3.1动力固结理论强夯法虽然已经在实践中证实了是一种比较好的地基处理方法但到目前为止还没有一套成熟和完善的理论和设计计算方法。在第十界国际土力学和基础工程会议上美国Menard教授在“地基处理”的科学发展水平报告中精辟的论述强夯法的传统固结机理：强夯法目前已经发展到地基土的大面积加固深度可达30m。当应用于非饱和土时压密过程基本上同实验室中的击实实验相同。在饱和无粘性土的情况下可能会产生液化其压密过程同爆破和振动密实的过程相似。这种方法对饱和细粒土的效果成功和失败的例子都有报道。对这类土需要破坏土的结构、产生超空隙水压力以及通过裂隙形成排水通道。而强夯法对杂填土特别有效。实践证明在夯击的工程中土体的瞬时沉降可达几十厘米；土中产生液化后使土的结构破坏土的强度下降到最小值；随后在夯击点出现径向裂隙成为加速空隙水压力消散的主要通道；因粘性土具有触变性使降低的强度得到恢复和增强。Menard教授实践并结合传统的固结机理提出了饱和土是可以压缩的新的机理并现在得到了大多数科学家的认可。下面再作进一步的介绍。(1)饱和土的压缩性在工程实践中不论对土的性质如何夯击时能立即引起地基土的很大沉降这个结果对颗粒状土是可以理解的。对渗透性很小的饱和细粒土孔隙水的排出被认为是考虑沉降的必要和充分条件这是传统的固结理论的基本假定。由于饱和细粒土的渗透性低因而在瞬时荷载作用下空隙水不能迅速排出这样就无法理解在强夯时回立即引起很大沉降的机理。Menard教授认为由于土中有机物的分解第四纪土中大多数都