强夯加固地基工法Word下载.docx

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2加固目的及要求

不同地基和工程有不同的加固要求：

2.1以提高地基承载力，消除不均匀变形为主。

2.2对地震液化地基，加固后应消除液化。

不同的液化地基有不同的要求。

2.2.l对饱和砂土地基，加固后标准贯入锤击数N63.5值大于按下式计算出的N＇值时，视为不液化：

N＇＝N′［l＋0.125（ds－3）－0.05（dw—2）］

（1）

式中：

N＇——饱和砂土所处深度为ds，室外地面到地下水位距离为lm时，砂土液化临界标准锤击数；

N＇——当ds=3m，dw=2m时，砂土液化临界贯入锤击数。

当设计烈度为7、8、9度时，其数值分别为6、10、16；

ds——饱和砂土所处深度（m）；

dw——室地面到地下水水位距离。

2.2.2轻亚粘土可按下式计算：

N″＝14.5＋0.5ds—2.4dw—Mc。

（2）

Mc——粘粒含量，以百分数为单位。

当实际标贯击数N63.5大于计算值N″值时为不液化。

2.3对湿陷性黄土地基加固，要求消除湿陷性，其湿陷系数应按下式计算：

（3）

δs——湿陷系数；

hp——保持天然湿度和结构的土样，加压至一定压力时，下沉稳定的高度（cm）；

hP′——上述加压稳定后的土样，在侵水作用下，下沉稳定后的高度（cm）；

ho——土样的原始高度。

强夯加固后地基湿陷系数δs＜0.015时为消除湿陷性。

2.4对软弱土地基加固，着重于提高地基土的强度和减少变形。

3施工准备

3.l机具准备

3.1.1夯锤

3.l.l.l夯锤所用材料

夯锤可用钢制，也可采用钢板壳，内填钢筋头、钢砂或浇灌混凝土制成。

铸铁和铸钢材料制成的夯锤，体积小重心较低，稳定性强，回弹幅度不大，效率高。

大吨位的可做成装配式的铸钢夯锤，以利运输。

3.1.1.2夯锤形状

夯锤形状可为圆柱形、方形、梨形、球形等形状。

为了减少或消除锤提升时土与锤之间的吸附力，以避免增加起重机的负荷，夯锤应设4～6个从锤底贯穿于锤顶的排气孔。

3.l.l.3夯锤尺寸

夯锤单位面积可根据以下原则进行选则：

（l）夯锤单位面积的静压力宜在25～40kPa；

（2）夯击能级在2000kN•m以下时，单位面积的冲击能宜为300～500kN·

m／m2；

（3）夯击能级在3000kN·

m以上时，单位面积夯击能宜在600～800kN·

（4）对于砂土和碎石土等，应选用较小面积的锤；

对于软土、淤泥及淤泥质土等应选用较大面积的锤；

对于轻亚粘土、黄土等应选用中等面积的锤。

3.1.1.4夯锤重量

夯锤最佳重量可根据下式决定：

M＝（l＋K／2）AγR（4）

M——夯锤重量（t）；

K——有效加固影响深度系数；

γ——地基土的天然容重；

A——夯锤底面积（m2）；

R——夯锤底半径。

使用式（4）时应注意以下几点：

（1）当夯锤底面为曲面时，其底面积A为投影面积；

夯锤半径R相应于投影圆的半径；

（2）地基土的天然容重γ为强夯处理前的地基土设计有效加固深度范围内的加权平均值；

（3）有效加固影响深度系数K值此处取值为0.5～0.7。

3.1.1.5夯锤排气孔的设置

（l）夯锤上排气孔的总面积约占夯锤投影面积的15％左右；

（2）排气孔设置要分布均匀，上下贯通，其数量为4～6个；

（3）排气孔的中心一般在夯锤投影面半径的中点；

（4）如果制作允许，也可做成上小下大的喇叭口；

（5）如果是钢壳的混凝土锤或用于饱和粘性土等软土地基加固的夯锤，其孔径可适当增大，以利排气和清孔。

3.l.2起重设备

3.1.2.l起重设备应根据夯锤重量选择。

3.1.2.2起重设备可采用履带式、轮胎式吊车及强夯专用三脚架，宜优先选用履带式吊车，其起重能力一般不小于15t。

3.1.2.3当吊车的起重能力小于夯击要求（即锤重×

锤到吊车中心位置的距离）时，可在一定范围内，增设龙门架支撑；

亦可由二台吊车组合成“双机组合吊车”进行施工。

采用轮胎吊强夯，应与龙门架支撑配合施工。

3.2现场准备

3.2.1施工场地应平整，并经推土机压实，以承载吊车及夯锤的重量。

3.2.2测量放线，放出夯击范围及夯击点的位置。

3.2.3如邻近有建筑物时，应距强夯点一定距离内挖好隔振沟。

3.2.4准备好配套的推土机、自动脱钩装置、夯锤、经纬仪、水平仪、滑轮、钢丝绳及绳扣等机具。

3.3劳动组织（每台班）

（l）工长兼技术员1名；

（2）测量兼沉降记录员1名；

（3）现场操作指挥，兼扶塔尺1名；

（4）挂钩1～2名；

（5）吊车司机1名。

4试夯

4.1试夯的工作内容

4.1.l根据工程地质勘察报告及加固要求，在施工现场选取一块有代表性的试验区，其面积不小于20×

20m2；

该试验区亦可选在需加固的地面上。

4.1.2按选定的夯锤用不同击数（或不同高度）进行夯击。

4.1.3根据试验要求在试验区内的不同点和不同深度处埋设孔隙水压探头，做好夯前、夯后的孔隙水压的跟踪测定，确定强夯间歇时间。

4.1.4进行沉降观测，并准确记录。

4.1.5整理静力触探等测试结果，确定强夯遍数及每遍夯击次数。

5施工参数的确定

5.l有效加固范围

5.l.1加固范围（见图1）

5.1.1.1根据修正梅纳公式，加固深度和宽度可按下式计算：

（5）

b＝2htgθ＋l（6）

h——有效加固深度（m）；

K——有效深度修正系数，其值为0.3～0.9；

b——有效加固宽度（m）；

θ——压力扩散角，一般取θ=22º

～30º

；

M——锤重（t）；

H——夯锤落距（m）。

5.1.1.2根据波的传播特性和土对能量的吸收情况，可根据下式确定加固半径（即加固宽度和深度）rs（见图2）。

（7）

rs——有效加固半径（m）；

H——夯锤落距（m）；

Vp——纵波波速（m／sec）；

α——土的能量吸收系数；

Ki——大于1的系数，一般为3～5。

土的能量吸收系数α值表1

土质情况

α值（s/m）

松软饱和粉细砂、亚粘土、轻亚粘土、粘土

0.01～0.03

很湿的亚粘土、粘土

0.04～0.06

稍湿的和干的轻亚粘土、亚粘土

0.07～0.10

硬塑的粘土和中密的块石、碎石

0.0875～0.115

可塑的粘土和中密的粗砂、砾石

0.1～0.125

注：

本公式引自《岩土工程学报》1986年第三期左名麒著《震动波与强夯法机理》

5.2间歇时间

每遍强夯之间的间歇时间，应根据孔隙水压力消散时间的长短而定。

加强在间歇时间中对孔隙水压力的观察，当孔隙水压从峰值消散到稳定值后所需的时间即为合理的间歇时间。

砂土可不考虑间歇时间的影响。

5.3夯击点布置

5.3.l对基础面积大或粘性土，宜用正方形网格布置。

5.3.2对条形基础可采用“点线插档”法布置。

5.3.3柱基宜采用点夯，对加固深度较大的工程，可按土层厚度不同，分二遍以上点夯，最后一遍满夯。

5.3.4对砂性土或填石地基和土夹石填料可用连夯法布点夯击。

5.4夯击击数的确定

夯击击数的确定，是根据地基加固后应达到规定指标来确定的。

夯击要求竖向压缩最大，侧向移动最小。

5.4.l对于非饱和土或填土，可将最后两击的下沉量之和的平均值小于4cm作为每点的夯击击数。

5.4.2对于饱和粘性土，应以孔隙水压力上升到最大值即等于土体自重：

Ut=9.80665×

10－2γ·

ho（8）

Ut——孔隙水压力（kPa）；

γ——土的容重（g／cm3）；

ho——上覆土层厚度（cm）；

或出现液化现象来控制夯击击数。

5.5夯击遍数

确定夯击遍数的原则是根据压缩层厚度、土质条件和计算沉降要求来确定。

土体压缩层越厚，土的颗粒越细，含水量越高，夯击的遍数宜多；

当夯击沉降量为计算最终沉降量的80～90％时，即视为夯击完毕。

6施工工艺

6.l强夯法施工程序（见图3）

6.2夯击施工注意事项

6.2.l严格按照设计布置的夯点放线、夯击；

按照试夯所确定夯击击数、间隔时间、夯击遍数、锤重、落距等参数施工。

6.2.2如采用方形锤应有人工导向。

6.2.3在满夯时应随时调整吊车位置，以防止出现以吊车为中心的扇形面，影响夯击效果。

6.3施工中的安全注意事项

6.3.1强夯施工的夯锤系自动脱钩，现场施工必须高度集中，统一指挥，不得有任何混乱现象，整个现场应由起重指挥员全面负责。

6.3.2吊车司机、推土机司机都要集中精力听从起重指挥员的号令，不得盲动，夯锤起吊后，禁止任何人从吊杆下方通过。

6.3.3吊车司机应严格遵守安全操作规程。

6.3.4夯锤升起如超过脱钩高度仍不能自动脱钩时，起重指挥员应立即发出停车信号，并将夯锤落下，找出原因，进行处理。

6.3.5夯击前应注意周围高压线对吊车及缆绳的影响，对临近的建（构）筑物、厂区竖向工程地下管沟或管线、电杆等亦应保持一定距离，并会同设计部门进行调查，共同确定强夯加固范围。

对临近有精密电子设备的建筑物，应采取隔振措施，以消除振动带来的危害。

6.3.6夯击场地应视情况适当洒水，以防石、水四溅，尘土飞扬，在吊车操作室挡风玻璃前，应增设一面铅丝防护网。

7强夯加固效果检测

强夯后的地基应进行加固效果检测，可选择静力触探、荷载板、标贯、十字板、旁压仪等测试项目，一般不少于一项测试项目。

8工程实例

8.l天津玛钢厂新建铸造车间、办公楼等，建造在原为坑塘洼地上，表层杂填土厚为3～7m，主要为拆房土、生活垃圾、炉渣、铁屑及小铁块混杂而成。

强夯加固的房屋地基面积共计5686m2。

施工中采用W—1001型履带式起重机，夯锤采用20mm厚钢板为壳，锤内用钢板分成九格，填以钢砂，锤重9.4t，落距11.2m，每击夯击能为1032kN·

m。

采取先满夯，每点3～4击；

然后在建筑物基础部分按基槽的宽度连续夯，夯间距3.3m，每点夯8～10击，以最后两击下沉量之和的平均值≤4～6cm为限。

此次施工，采用了中科院武汉岩土研究所的动、静态两套仪器测量孔隙水压力；

采用4个65型微振仪进行波速测量，还采用了铁道科学院研制的K30地基承载力试验车进行测试。

强夯后，地基承载力提高了67％。

更主要的是，强夯后的杂填土地基具有较好的均匀性，解决了负摩阻力问题，满足了房屋基础设计的强度和变形要求。

该工程已建成5年，使用效果良好。

该工程节省投资约40万元。

8.2强夯法加固软土及轻亚粘土地基，消除了液化。

中匈合资肉鸡联合总场，位于天津西郊，场地为盐碱荒地。

拟建的8个筒仓高22m，单仓总重900t。

地基加固要求：

提高承载力和满足烈度为8度地震时的地基不液化要求。

该场地地面下0～4m的饱和轻亚粘土层为严重可液化地基。

0～8m各地层承载力很低。

强夯施工采取先用推土机推去60cm厚的表层土，再进行点夯和满夯作业。

夯锤重9t，落距10.5m，夯间距3.4m，点夯1遍，每点8击，满夯每点3击。

加固后的地基评价：

8.2.l地基承载力

8.2.1.10～4m的轻亚粘土层，强夯前〔R〕＝100kPa左右，强夯加固后〔R〕＝240kPa；

8.2.1.24.1～6.8m粘土层，强夯前〔R〕＝110kPa，强夯后〔R〕＝150kPa。

8.2.2地震液化问题

强夯后，经检测和应用有关规范规定的公式验标，在烈度为8度地震时为不液化地基。

该工程由中建六局五公司施工。