1、強夯加固地基工法編制單位：中國建筑第六工程局批準部門：中國建筑工程總公司工法編號：GF20602394主要執(zhí)筆人：毛洪淵1特點和適用范圍22加固目的及要求23施工準備34試夯55施工參數(shù)的確定56施工工藝77強夯加固效果檢測88工程實例81特點和適用范圍 強夯法加固地基，適用范圍廣泛，可用于濕陷性黃土、碎石土、砂土、一般粘性土、軟土以及工業(yè)或生活垃圾等各種填土地基。對于非飽和土地基，強夯加固效果顯著，在呈流塑狀的淤泥中拋填碎石、（鋼渣、礦渣）進行強夯擠淤也能取得較好的效果。 強夯法一般采用重力為80kN（8t）以上重錘，起吊到6m以上高度，垂錘呈自由落下，對土體進行強力夯實。它是一種既能提高地

2、基強度，降低其壓縮性，又能改善其抵抗地震液化的強力和消除土的濕陷性的地基加固方法。 該法所用設(shè)備簡單，質(zhì)量控制方便，適用范圍廣泛。對飽和土地基加固效果的好壞，關(guān)鍵在于排水，如飽和砂土地基滲透性好，超孔隙水壓力容易消散，夯后固結(jié)快。對于飽和粘土或淤泥質(zhì)土，由于滲透性差，必須慎重對待。 強夯法加固地基，能代替某些樁基礎(chǔ)而節(jié)省鋼材、木材和水泥，而且速度快、效果好、投資少，是一種經(jīng)濟、簡便的地基加固方法。 1.1強夯法最適宜的施工條件： （1）處理深度一般不超過15m； （2）地下水位距地表面23m為宜； （3）夯擊對象最好為粗顆粒土組成； （4）施工現(xiàn)場距原有建筑物應(yīng)有足夠的安全距離，一般宜大于10

3、m；（5）對于飽和軟土，地表面應(yīng)鋪一層較厚的礫石、砂士等填料。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以提高地基承載力，消除不均勻變形為主。 2.2對地震液化地基，加固后應(yīng)消除液化。不同的液化地基有不同的要求。值時，視為不液化： NNl0.125（ds3）0.05（dw2） （1）式中：N飽和砂土所處深度為ds，室外地面到地下水位距離為lm時，砂土液化臨界標準錘擊數(shù)； N當ds=3m，dw=2m時，砂土液化臨界貫入錘擊數(shù)。當設(shè)計烈度為7、8、9度時，其數(shù)值分別為6、10、16； ds飽和砂土所處深度（m）； dw室地面到地下水水位距離。 輕亞粘土可按下式計算： N14.50.

4、5ds2.4dwMc。（2）式中：Mc粘粒含量，以百分數(shù)為單位。 當實際標貫擊數(shù)N63.5大于計算值N值時為不液化。 2.3對濕陷性黃土地基加固，要求消除濕陷性，其濕陷系數(shù)應(yīng)按下式計算： （3）式中： s濕陷系數(shù)； hp保持天然濕度和結(jié)構(gòu)的土樣，加壓至一定壓力時，下沉穩(wěn)定的高度（cm）； hP上述加壓穩(wěn)定后的土樣，在侵水作用下，下沉穩(wěn)定后的高度（cm）； ho土樣的原始高度。 強夯加固后地基濕陷系數(shù)s 0.015時為消除濕陷性。2.4對軟弱土地基加固，著重于提高地基土的強度和減少變形。3施工準備 3.l機具準備 夯錘 夯錘可用鋼制，也可采用鋼板殼，內(nèi)填鋼筋頭、鋼砂或澆灌混凝土制成。鑄鐵和鑄鋼材

5、料制成的夯錘，體積小重心較低，穩(wěn)定性強，回彈幅度不大，效率高。大噸位的可做成裝配式的鑄鋼夯錘，以利運輸。 .2夯錘形狀 夯錘形狀可為圓柱形、方形、梨形、球形等形狀。為了減少或消除錘提升時土與錘之間的吸附力，以避免增加起重機的負荷，夯錘應(yīng)設(shè)46個從錘底貫穿于錘頂?shù)呐艢饪住?夯錘單位面積可根據(jù)以下原則進行選則： （l）夯錘單位面積的靜壓力宜在2540kPa； （2）夯擊能級在2000kNm以下時，單位面積的沖擊能宜為300500kNmm2； （3）夯擊能級在3000kNm以上時，單位面積夯擊能宜在600800kNmm2； （4）對于砂土和碎石土等，應(yīng)選用較小面積的錘；對于軟土、淤泥及淤泥質(zhì)土等應(yīng)選

6、用較大面積的錘；對于輕亞粘土、黃土等應(yīng)選用中等面積的錘。 .4夯錘重量夯錘最佳重量可根據(jù)下式?jīng)Q定：M（lK2）AR （4）式中： M夯錘重量（t）； K有效加固影響深度系數(shù)； 地基土的天然容重； A夯錘底面積（m2）； R夯錘底半徑。 使用式（4）時應(yīng)注意以下幾點： （1）當夯錘底面為曲面時，其底面積A為投影面積；夯錘半徑R相應(yīng)于投影圓的半徑； （2）地基土的天然容重為強夯處理前的地基土設(shè)計有效加固深度范圍內(nèi)的加權(quán)平均值； （3）有效加固影響深度系數(shù)K值此處取值為0.50.7。 .5夯錘排氣孔的設(shè)置 （l）夯錘上排氣孔的總面積約占夯錘投影面積的15左右； （2）排氣孔設(shè)置要分布均勻，上下貫通，

7、其數(shù)量為46個； （3）排氣孔的中心一般在夯錘投影面半徑的中點； （4）如果制作允許，也可做成上小下大的喇叭口； （5）如果是鋼殼的混凝土錘或用于飽和粘性土等軟土地基加固的夯錘，其孔徑可適當增大，以利排氣和清孔。 .l起重設(shè)備應(yīng)根據(jù)夯錘重量選擇。 .2起重設(shè)備可采用履帶式、輪胎式吊車及強夯專用三腳架，宜優(yōu)先選用履帶式吊車，其起重能力一般不小于15t。 .3當?shù)踯嚨钠鹬啬芰π∮诤粨粢螅村N重錘到吊車中心位置的距離）時，可在一定范圍內(nèi)，增設(shè)龍門架支撐；亦可由二臺吊車組合成“雙機組合吊車”進行施工。 采用輪胎吊強夯，應(yīng)與龍門架支撐配合施工。 3.2現(xiàn)場準備 施工場地應(yīng)平整，并經(jīng)推土機壓實，以承載吊

8、車及夯錘的重量。 測量放線，放出夯擊范圍及夯擊點的位置。 如鄰近有建筑物時，應(yīng)距強夯點一定距離內(nèi)挖好隔振溝。 準備好配套的推土機、自動脫鉤裝置、夯錘、經(jīng)緯儀、水平儀、滑輪、鋼絲繩及繩扣等機具。 3.3勞動組織（每臺班） （l）工長兼技術(shù)員1名； （2）測量兼沉降記錄員1名； （3）現(xiàn)場操作指揮，兼扶塔尺1名； （4）掛鉤12名； （5）吊車司機1名。4試夯 4.1試夯的工作內(nèi)容20m2；該試驗區(qū)亦可選在需加固的地面上。 按選定的夯錘用不同擊數(shù)（或不同高度）進行夯擊。 根據(jù)試驗要求在試驗區(qū)內(nèi)的不同點和不同深度處埋設(shè)孔隙水壓探頭，做好夯前、夯后的孔隙水壓的跟蹤測定，確定強夯間歇時間。 進行沉降觀測

9、，并準確記錄。整理靜力觸探等測試結(jié)果，確定強夯遍數(shù)及每遍夯擊次數(shù)。5施工參數(shù)的確定 5.l有效加固范圍 .1根據(jù)修正梅納公式，加固深度和寬度可按下式計算： （5） b2htgl （6）式中： h有效加固深度（m）； K有效深度修正系數(shù)，其值為0.30.9； b有效加固寬度（m）； 壓力擴散角，一般取=2230； M錘重（t）； H夯錘落距（m）。.2根據(jù)波的傳播特性和土對能量的吸收情況，可根據(jù)下式確定加固半徑（即加固寬度和深度）rs（見圖2）。 (7)式中： rs有效加固半徑（m）； M錘重（t）； H夯錘落距（m）； Vp縱波波速（msec） ； 土的能量吸收系數(shù)； Ki大于1的系數(shù)，一般為

10、35。土的能量吸收系數(shù)值 表1土 質(zhì) 情 況值(s/m)松軟飽和粉細砂、亞粘土、輕亞粘土、粘土0.010.03很濕的亞粘土、粘土0.040.06稍濕的和干的輕亞粘土、亞粘土0.070.10硬塑的粘土和中密的塊石、碎石0.08750.115可塑的粘土和中密的粗砂、礫石0.10.125注：本公式引自巖土工程學(xué)報1986年第三期左名麒著震動波與強夯法機理 5.2間歇時間 每遍強夯之間的間歇時間，應(yīng)根據(jù)孔隙水壓力消散時間的長短而定。 加強在間歇時間中對孔隙水壓力的觀察，當孔隙水壓從峰值消散到穩(wěn)定值后所需的時間即為合理的間歇時間。砂土可不考慮間歇時間的影響。 5.3夯擊點布置 對條形基礎(chǔ)可采用“點線插檔

11、”法布置。 柱基宜采用點夯，對加固深度較大的工程，可按土層厚度不同，分二遍以上點夯，最后一遍滿夯。 對砂性土或填石地基和土夾石填料可用連夯法布點夯擊。 5.4夯擊擊數(shù)的確定 夯擊擊數(shù)的確定，是根據(jù)地基加固后應(yīng)達到規(guī)定指標來確定的。夯擊要求豎向壓縮最大，側(cè)向移動最小。4cm作為每點的夯擊擊數(shù)。對于飽和粘性土，應(yīng)以孔隙水壓力上升到最大值即等于土體自重： Ut=9.80665102ho （8）式中： Ut孔隙水壓力（kPa）； 土的容重（gcm3）； ho上覆土層厚度（cm）； 或出現(xiàn)液化現(xiàn)象來控制夯擊擊數(shù)。 5.5夯擊遍數(shù)確定夯擊遍數(shù)的原則是根據(jù)壓縮層厚度、土質(zhì)條件和計算沉降要求來確定。土體壓縮層

12、越厚，土的顆粒越細，含水量越高，夯擊的遍數(shù)宜多；當夯擊沉降量為計算最終沉降量的8090時，即視為夯擊完畢。6施工工藝6.l強夯法施工程序（見圖3） 施工準備夯前勘察施工方案1夯后檢測實驗性施工施工方案1正式施工夯后檢測工程驗收結(jié)果補夯施工檢測試夯（檢驗設(shè)計的各項數(shù)據(jù)，并依此確定各項施工參數(shù)）（設(shè)計圖方案）6.2夯擊施工注意事項 如采用方形錘應(yīng)有人工導(dǎo)向。 在滿夯時應(yīng)隨時調(diào)整吊車位置，以防止出現(xiàn)以吊車為中心的扇形面，影響夯擊效果。 6.3施工中的安全注意事項 強夯施工的夯錘系自動脫鉤，現(xiàn)場施工必須高度集中，統(tǒng)一指揮，不得有任何混亂現(xiàn)象，整個現(xiàn)場應(yīng)由起重指揮員全面負責(zé)。 吊車司機、推土機司機都要集

13、中精力聽從起重指揮員的號令，不得盲動，夯錘起吊后，禁止任何人從吊桿下方通過。 吊車司機應(yīng)嚴格遵守安全操作規(guī)程。 夯錘升起如超過脫鉤高度仍不能自動脫鉤時，起重指揮員應(yīng)立即發(fā)出停車信號，并將夯錘落下，找出原因，進行處理。 夯擊前應(yīng)注意周圍高壓線對吊車及纜繩的影響，對臨近的建（構(gòu)）筑物、廠區(qū)豎向工程地下管溝或管線、電桿等亦應(yīng)保持一定距離，并會同設(shè)計部門進行調(diào)查，共同確定強夯加固范圍。對臨近有精密電子設(shè)備的建筑物，應(yīng)采取隔振措施，以消除振動帶來的危害。夯擊場地應(yīng)視情況適當灑水，以防石、水四濺，塵土飛揚，在吊車操作室擋風(fēng)玻璃前，應(yīng)增設(shè)一面鉛絲防護網(wǎng)。7強夯加固效果檢測強夯后的地基應(yīng)進行加固效果檢測，可選

14、擇靜力觸探、荷載板、標貫、十字板、旁壓儀等測試項目，一般不少于一項測試項目。8工程實例 8.l天津瑪鋼廠新建鑄造車間、辦公樓等，建造在原為坑塘洼地上，表層雜填土厚為37m，主要為拆房土、生活垃圾、爐渣、鐵屑及小鐵塊混雜而成。 強夯加固的房屋地基面積共計5686m2。施工中采用W1001型履帶式起重機，夯錘采用20mm厚鋼板為殼，錘內(nèi)用鋼板分成九格，填以鋼砂，錘重9.4t，落距11.2m，每擊夯擊能為1032kNm。采取先滿夯，每點34擊；然后在建筑物基礎(chǔ)部分按基槽的寬度連續(xù)夯，夯間距3.3m，每點夯810擊，以最后兩擊下沉量之和的平均值4 6cm為限。 此次施工，采用了中科院武漢巖土研究所的動、靜態(tài)兩套儀器測量孔隙水壓力；采用4個65型微振儀進行波速測量，還采用了鐵道科學(xué)院研制的K30地基承載力試驗車進行測試。 強夯后，地基承載力提高了67。更主要的是，強夯后的雜填土地基具有較好的均勻性，解決了負摩阻力問題，滿足了房屋基礎(chǔ)設(shè)計的強度和變形要求。該工程已建成5年，使用效果良好。 該工程節(jié)省投資約40萬元。 8.2強夯法加固軟土及輕亞粘土地基，消除了液化。 中匈合資肉雞聯(lián)合總場，位于天津西郊，場地為鹽堿荒地。擬建的8個筒倉高22m，單倉總重900t。地基加固要求：提高承載力和滿足烈度為8度地震時的地基不液化要求。 該場地地面下04m的飽和輕亞粘土層為嚴重可液化