11．強夯法簡介（1）強夯法加固軟土地基是70年代盛行的軟基加固法。最早是法國梅那達公司（LOUISMENARDTECHNIGUE）開始研制。它是我國古老淺層打夯法的發(fā)展，淺層打夯法和強夯法的主要區(qū)別在于前者夯擊能量小，僅適用于含水量較低的回填土表層加固，影響深度為1~2m，而強夯法可以深層軟基加固，加固深度和能量遠遠超過打夯法。（2）目前多數(shù)學術觀點認為，土體在重級落錘的夯擊下，使相當大的功能瞬間形成土體的壓縮變形，同時由于土體的壓密變形產生相當高的孔隙水壓力和剪切裂縫變形，使夯點和未夯區(qū)域形成相當巨大的孔隙水壓力梯度，在土體變形影響下孔隙水壓力的穿擊作用形成很多很密的分子排水網(wǎng)系，增加了飽和土的滲透性，隨著夯擊能量的加大，孔隙水壓不斷提高，當孔隙水壓力達到飽和狀態(tài)時土體開始液化，孔隙水主沿著裂縫（或夾砂層）排出，反復夯擊，土體所復進行上述變化，顆粒間距變小，密度變大，土體的粘滯力和摩擦角增加，強度得到提高。（3）夯擊時土體強度提高過程示意：夯擊能量轉化（瞬間t≈0）夯擊能量E（土體壓密，沉降ΔS；土體變形瞬間轉化內擠壓力ΔP=ΔU）土體液化（土體結構破壞，強度降低；強度P→O）排水固結、土體密實主固結（t≈幾星期時間T上升孔隙水沿裂縫排水；孔隙水壓力ΔU下降）顆粒間距縮小土體強度提高次固結（t≈幾個月）部分自由水又變成薄膜水；土體結構重2新組合）強度再次提高2．強夯法設計（1）有效加固深度應根據(jù)現(xiàn)場試夯或當?shù)亟?jīng)驗確定，也可按以下經(jīng)式中：h——有效加固深度（mQ——錘重（t）;H——有效落距（mα——修正系數(shù)，可取0.6~0.8，若地基中設置排水通道時，α可適當提高（2）強夯的單位夯擊能量，應根據(jù)土基類別、結構類型、荷載大小和要求處理的深度等因素綜合考慮；亦可通過現(xiàn)場試夯確定。在一般情況（3）強夯技術參數(shù)分別宜按下列不同情況確定：1）夯點布置：根據(jù)建筑物結構類型、地基土情況和要求的處理深度A．對大面積基礎，宜采用正方形插擋法布置。B．對條形基礎，可采用點線插檔法布置。C．對樁基，可采用點夯法夯擊。D．對強夯擠淤，可采用排夯法加固（錘印彼此搭接200~300mm）。E．當要求加固深度較大時，可采用二次夯擊（即在較低標高上夯完3后，再將土填到設計標高，進行第二次夯擊）。2）夯點間距：宜根據(jù)建筑物結構類型、土層厚度和地質條件（或通過試夯）確定；對厚度大各土質差的軟弱土層第一遍夯點間距宜為6~8m；對土層較薄的砂土或回填土，第一遍夯點間距宜為4~7m。3）每個夯點夯擊數(shù)：應根據(jù)土層厚度、表層情況及使用要求確定。要求夯擊時土層垂直壓縮量最大，水平位移情況小，一般為5~10擊；軟弱土層厚度大，表層土較硬或使用荷載較大時，可用大值，一般應滿足下列A．用前后兩擊累計沉降差控制：△S=∑Sn-∑Sn-1≤50~100mm式中：△S——前后兩擊沉降差（mm）∑Sn、∑Sn-1——分別為前后兩擊累計沉降量（mm）B．對粘性土，錘底靜壓力應小于30Kpa；對砂性土，錘底靜壓力可大于30Kpa；C．夯坑周圍地面不應發(fā)生過大的隆起；D．不因夯坑而發(fā)生錘困難。4）前后兩遍夯擊間歇時間：取決于土中超孔隙水壓力的消散情況，當缺少實測資料時，可根據(jù)地基土的滲透性確定。對粘性和粉性土，含水量高、軟弱土層較厚、滲透性較差的，一般間歇2~4周；對砂性土，地下水位較低或含水量較小的回填土、以及其他滲透性較好的地基可不考慮5）夯擊遍數(shù)：應根據(jù)地基土的性質和使用要求確定，一般情況下夯42~4遍。對壓縮層厚度大、滲透系數(shù)小、含水量高，用大值，反之用小值。設計時也可用下列公式控制：∑Si=(0.6~0.8)S∞式中Si——夯擊各遍沉降量之和（mm）S∞——計算的最終沉降量值（mm）最后應以低能量普夯擊一遍，用以加固表層松土。A=（B+1/3-h）-(L+1/3-h)式中A——夯擊范圍（m2）B，L——分別為加固區(qū)的寬度與長度（m）h——設計有效加固深度（m）每邊超出基礎外緣的寬度不宜小于2m。7)要求有效加固深度大于8m時或加固淤泥質粘性土時，可預先在地基中打入塑料水帶或袋裝砂井后再進行夯擊。3．強夯法施工程序步驟（1）清理蘆葦及雜草平整場區(qū)，平整后的場地標高高差應在±20cm（1）引測控制基線、基準點，形成“+”字形測量控制網(wǎng)。（2）小螺鉆探摸取樣，分析土質情況，根據(jù)土質分布情況合理布置高真空排水井點管。（3）預埋水位觀測管和孔隙壓力計，埋深4.0m，用以掌握強夯后土5層中孔隙水壓力的增長和消散情況，科學地確定二遍夯擊的間隙時間（暫（4）采用10m×10m方格網(wǎng)測量地面沉降初始值，壓力測定孔隙水壓力計和地下水位的初讀數(shù)。（5）分二次布置高真空排水設備：1）降水前必須在試驗區(qū)處圍5米處挖設排水明溝，明溝深1.5米，底寬1米，邊坡1:2，區(qū)域明溝相互貫通。2）在降水明溝內側布置小區(qū)處圍封閉管，外圍封閉管與明溝一樣要求相互貫通，外圍封閉管井點管間距為2米，距小區(qū)邊線距離為4米。井點管臥管間距為5m，井點管間距為4m，深管、淺管間隔布置。降水完成后拆除進行強夯。4）第二次降水：與第一次降水相同。（7）強夯施工按二遍進行，夯點間距3.5m×4m，呈梅花型布置，（8）第一次降水地下水位降至地面以下2.5m，拆除小區(qū)內降水管，外圍封閉管繼續(xù)抽水，然后進行第一遍強夯。施工時宜從一側向另一側施工，確保強夯后的孔隙水壓力的釋放。第一次強夯結束后推平后，需立即進行第二次插管降水，加速強夯后孔隙水壓力的消散。第二次降水水位降至地面以下3~3.5m后，拆除施工區(qū)域內井點管，保留外圍封閉管，進行6第二遍強夯。（9）每遍強夯后，將場地用推土機推平后適當碾壓，進行地面沉降、孔隙水壓力、地下水位觀測，滿足設計規(guī)定的間隙期后再進行第二遍的夯4．強夯法施工工藝（1）井位布置：桉井位設計平面圖安置抽水機組、總管。（2）成孔：水沖法成孔，外徑約150mm。（3）下井管：孔深度達到設計要求才能下管，管頂外露約200mm。（4）填濾砂：采取動水投砂，當成孔逐步澄清，即投砂（可采用現(xiàn)場的粉細砂）在管井周圍均勻回填，孔口50cm用淤泥封死。（5）設備安裝：井點管與總管、真空泵機組連接后，進行運行調試，檢查是否有漏氣及死管的情況，發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施進行補救。（6）抽水運行：真空泵機組安裝真空表，注意真空度情況的變化，出水應先濁后清。（7）進行24小時水位跟蹤觀測，水位下降達到設計要求后，方可拆除，進行強夯。（8）如土層中有淤泥質黏土存在，該類土質滲透系數(shù)很可能導致井點降水難以達到預期效果，發(fā)生這種情況時應根據(jù)具體情況采取相應措施（如增設井點管，延長抽水時間等），如對強夯施工產生較大影響，則應與設計方、監(jiān)理方協(xié)商采用其他方法降低地下水位。75．強夯法施工準備（1）強夯主要施工機具設備的選用：1）起重機：起重能力可按加固深度、錘重和落距三者確定。宜采用起重能力為15T以上的履帶式起重機或其他專用設備，起吊高度為10~12m；起吊速度為0.2~0.4m/s；吊鉤下落速度為1~3m/s，夯擊時應防止臂桿后仰；接地壓力應小于地基承載力。2）夯錘：可采用圓柱形錘，質量為8~20T，并應小于1/2~1/3的起重機起吊能力；錘應設置若干個上下貫通的氣孔，孔徑為250~300mm；底錘面積為3~62。錘直/錘底面積為25~35Kpa，對粘性土或加固深度大于5m時取小值；對砂性土、含水量小于25%的土或加固深度小于5m時取錘材料：若錘重為8~12T時，宜采用鋼板為外殼，殼內部焊接鋼筋骨架后澆筑混凝土制成；錘重大于12t時可采用鋼或鑄鐵錘。3）脫鉤：落錘時宜采用自動脫鉤，自動脫鉤要有足夠強度，且施工（2）當?shù)叵滤痪嗟乇?m以下且表層為非飽和土時，可直接進行夯擊；當?shù)叵滤惠^高下利于施工或表層為飽和土時宜采用人工降低地下水位或鋪填0.5~0.2m的松散材料，如中砂、粗砂、砂礫或山皮土、煤渣、建筑垃圾或性能穩(wěn)定的工業(yè)廢渣等材料后進行夯擊。坑內或場地如遇積水應及時排除。（3）為避免振動對周圍設施的影響，施工前必須對附近建筑物進行調查，必要時采取相應的防振或隔振措施，施工時應由距鄰近建筑物處向8強夯振動的主要影響范圍一般為10~15m，在此范圍內應采取防振措施，如設置防振溝等，在此范圍外也應注意振動的不利影響。（4）加固區(qū)周圍應設置排水溝。若加固區(qū)邊長大于30m時，中間應設置網(wǎng)格形排水溝，最大排水距離為15m。（5）強夯施工可按下列步驟進行：1）清理并平整施工場地；2）標出第一遍夯點位置，并測量場地高程；3）起重機就位，使夯錘對準夯點位置；4）測量夯前錘頂高程；5）將夯錘起吊到預定高度，等夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測6）重復步驟五，按設計規(guī)定的夯擊擊數(shù)及控制標準，完成一個夯點7）重復步驟三至六，完成第一遍全部夯點的擊數(shù)；8）推土機將夯坑填平，并測量場地高程；9）在規(guī)定的間隔時間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，再用低能量普夯將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。6．強夯法施工（1）小螺鉆詳探根據(jù)排水擊密施工工藝，首先進行小螺鉆詳探，目的是為了掌握施9工區(qū)域的局部地質變化情況。不同的地質結構，要調整不同的施工參數(shù)，以盡可能達到最佳施工效果。在該試驗區(qū)中，由于試驗面積較小，采用20×20m或15×18m的方格網(wǎng)布孔進行小螺鉆控、記錄。（2）開挖排水溝邊坡1:2，區(qū)域明溝之間相互貫通，形成排水網(wǎng)絡，明溝交接處設置一定數(shù)量的給水井，明溝水采取自流、強排的方法排放到鄰近河道內。（3）第一遍高真空排水施工打高真空排水擊密法第一遍高真空管和外圍封管，放置水位觀測孔和孔隙水壓力計。1）高真空排水擊密法施工重點是調整土體含水量，根據(jù)初步掌握的地質結構情況，各層土體的滲透系數(shù)、含水量，結合真空的各項指標，第一遍真空管擬采用分層降水。2）高真空管：根據(jù)現(xiàn)場地質情況，采用分層布法，根據(jù)各小區(qū)鉆探資料，暫定淺管2~3m，深管5~6m，排距3.5~7m，施工中并設置外圍封管。根據(jù)初步資料，平衡控制參數(shù)為：平衡系（4）第一遍強夯排密錘采用12~15T，夯錘直徑2.5m。2）夯坑點距：4m×4m梅花形布置，夯能采用2種方案：試驗區(qū)的另一半（稱為B區(qū)）采用1200—1500KN.m，夯點間距4m×4m梅花形布置。擊數(shù)暫定：3~4擊，具體根據(jù)試夯確定，現(xiàn)場控制標準為：A．以現(xiàn)場第一擊，坑邊0.5m隆起量小于20cm確定最大夯能。B．以夯坑深0.8m，后一擊沉降量小于前一擊沉降量，最后二擊貫入量<10cm。（5）第二遍高真空排水1）用推土機推平夯坑，然后進行第二遍高真空，第二遍高真空是進一步調整土體各項指標，高真空布置同樣根據(jù)現(xiàn)場詳探資料計算確定。2）平衡控制參數(shù)：平衡參數(shù)>0.803）真空時間5~7天。（6）第二遍強夯擊實1）高真空排水擊密法操作規(guī)程，結合以往經(jīng)驗，針對試驗區(qū)的地質情況，結合設計提出各項試驗技術要求，第二遍強夯暫定控制指標為：2）A區(qū)采用1000~1350KN.m,夯點間距3.5m×4m梅花形布置；B區(qū)采用1500~1800KN.m,夯點間距4m×4m梅花形布置。第二遍夯點與第一遍呈梅花形錯位布置，擊數(shù)暫定：2~4擊，具體根據(jù)試夯確定。A．以現(xiàn)場第一擊，坑邊0.5m隆起量小于20cm確定最大夯能。B．以夯坑深0.8m，后一擊沉降量小于前一擊沉降量，最后二擊貫入量小于10cm調整點