强夯法加固地基的机理

2023-01-31

第一篇：强夯法加固地基的机理

强夯法进行软弱地基处理

[摘要] 如何对软土地基进行加固和利用，是地基处理工作非常重要的环节之一。鉴于此，本文对强夯法处理软土路基施工技术进行了探讨。

[关键词] 软土路基;强夯法;施工

一、强夯法的特点

当天然地基相对较为软弱，亦即是软土不能满足工程设计的要求和变形的要求或在地震作用下有可能产生液化、震陷及失稳时，则先要经过人工加固处理后再修建路基。这种对软弱地基进行补强加固的过程称为软土地基处理。而强夯法是一种地基加固方法，强夯法处理地基是用来处理填土、饱和砂土、冲积土以及大量的软土地基的一种重要地基加固方法。其主要工作原理是将起重机械8～30 t(最重可达200 t)的夯锤起吊到6～30m(最高可达40 m)高度后，自由落下，给地基以强大的冲击能量的夯击。强夯法具有加固效果好、适用土类广、设备简单、施工方便、节省劳力、施工期短、节约材料、施工文明和施工费用低的特点。

二、强夯进行软弱地基处理的

1、强夯法处理地基的施工特点

(1)平均每一次的夯击能比普通夯击能大得多:(2)以往的重锤夯实方法，能量不大，仅使地表夯实紧密，但能量不能向深处传递，其结果仅限于表层加固，而强夯法能按我们的预计效果进行控制施工，可根据地基的加固要求来确定夯击点间距及夯击方式，依次按

需要加固的深度进行改良，使地基一定深度范围内得到加固。(3)在施工中，必要时可以分几遍进行夯击;(4)地基经过强夯加固后，能消除不均匀沉降现象，这是任何天然地基所不能达到的。基于这些特点，强夯法最适宜的施工条件为:(l)处理深度最好不超过7m(特殊情况除外);(2)对于饱和软土，地表面应铺一层较厚的砾石、砂土等优质填料;(3)地下水位离地表面下2一3m为宜;(4)夯击对象最好为粗颗粒土组成。

2、强夯法处理地基的施工范围

强夯法适用于处理碎石土、砂土、粉土、粘性土、杂填土和素填土等地基，它不仅能提高地基的强度、降低其压缩性、还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性。强夯法应用初期，仅用于加固砂土、碎石土地基。经过几十年的发展，它已适用于加固从砾石到粘性土的各类地基土。在我国常用来处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土、粘性土、杂填土、素填土、湿陷性黄土等各类地基，这主要是由于施工方法的改进和排水的改善。它不仅能提高地基的承载力，降低其压缩性，同时还能改善地基抵抗振动液化的能力和消除湿陷性黄土的湿陷性。用强夯法加固后地基的压缩性可降低200—1000%，而强度可提高200-500%。但是强夯法对于饱和度较高的粘性土，一般来说处理效果不显著，尤其是淤泥和淤泥质土地基，处理效果更差。因此对于淤泥质土地基应谨慎选用或采取其他方法。

3、强夯法处理地基的施工准备

强夯前应对起重机、滑轮组及脱钩器等全面检查，并进行试吊、试

夯，一切正常方可强夯。强夯场地与建筑物间应按设计要求采取隔振或防振措施。当强夯施工所产生的震动对邻近建筑物或设备会产生有害影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等隔振减震措施。一般即有建筑 50 m 范围内不宜采用强夯措施施工前要查明强夯场地范围内地下构造物和管线的位置及标高，采取必要措施，防止因强夯施工造成损坏。测量定点，清理并平整施工场地，进行场地测量放线，埋设水准点标桩和各夯点标桩;按设计施工图给定的范围进行测量放样，并按夯点布置平面进行施工;测量夯实前场地标高，为确定夯实效果提供依据;施工前应按设计初步确定的强夯参数在有代表性的场地上进行工艺性试夯试验。通过强夯前后测试数据的对比，检验强夯效果，确定有关工艺参数。

4、强夯法处理地基的施工参数

1)起吊机械起吊重锤的能力应大于锤重力的3倍，能脱落吊钩时，起重能力可大于锤重力1.5倍。2)强夯施工采用 30t 以上带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。采用履带式起重机时，在臂杆端部设置辅助门架或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。夯锤锤重及夯锤底面面积根据设计文件要求的单击夯击能确定。夯锤底面采用圆形，夯锤中对称设置若干个上下贯通的气孔。自动脱钩采用开钩法或用付卷筒开钩。3)夯锤质量取5 t,落距一般为2.5-4.5 m，确保达到600-1000 kn/m的夯击能量。锤重力与底面积的关系，应符合重力在底面上的单位静压力为15-20kpa。在最佳含水量情况下进行夯实。4)夯打施工时，一般采用先周边后中

间，一夯挨一夯顺序进行，在一次循环中同一夯位应连夯两次;下一循环的夯位应与前一循环错开1/2锤底直径。5)夯实工作完成后，将场地表面松土清除，并拍实整平至设计标高。夯打过程中应及时作好施工记录。6)重锤夯实完工后，应进行质量检验，检查施工记录，除应符合试夯最后下沉量的规定要求外，同时还要求完成最底面的总下沉量不小于试夯总下沉量的90%。7)强夯施工每一遍内各个夯点的夯击次数，严格按图纸设计夯击次数，并同时满足单击夯击能不小于2000kn.m，夯坑周围地面不发生过大的隆起，不因夯坑过深而使起锤困难，且以使土体竖向压缩最大而侧向位移最小为原则。每个夯击点安排专人检查和记录击数，保证强夯质量。

5、强夯法处理地基的施工工艺

用推土机整平施工场地。当地面坡度陡于 1∶5 时，挖 2%～4%反坡台阶，台阶长度不小于 2 m。做好强夯段周围的排水和防振措施，防止在雨季施工时，夯坑内或夯击过的场地有积水和防止强夯时对周围构造物造成损害。定出控制轴线、强夯场地边线，钉木桩或点白灰标出主、副夯点位置，并测量场地高度，设水准基点。分段进行强夯，顺序从边缘夯向中央，一排一排夯，起重机直线行驶，从一边向另一边进行。起重机就位，使夯锤对夯点位置。测量夯前锤顶高程，确保夯击能。夯击时应按试验和设计确定的强夯参数进行，落锤保持平稳，夯位应准确，夯击坑内积水应及时排除。将夯锤起吊到预定高度，待夯锤自由下落后，放下吊钩、测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜时，应及时将坑底整平。强夯过程中应对各项参数

及施工情况作好详细质量记录。按设计规定次数及控制标准，完成各夯点的夯击。点夯完成后用推土机整平场地，最后用低能量满夯一遍。强夯之后，一般地下水上升，夯击坑内将有裂隙水出现，则宜设法将其排除，特别是在严寒季节更要防止其结冰。将坑内积水排出，可以加快土中水的排出速度，在某些情况下(地表面有饱和粘土)，可以设置水平排水管进行排水，其做法是开挖2—3m深的沟槽，沟底埋设带孔的塑料管，上面填满砂砾石。对于目前强夯法加固地基来说，现场的测试工作几乎成为施工中一个重要组成部分。在地基中，于不同深度埋设孔隙水压力传感器，用以测定各施工阶段孔隙水压力的变化情况，这样在施行强夯时就可以进行监督。如果发现孔隙水压力上升到与土体自重应力相等的最大值，即可停止夯击，因为土颗粒己不可能再紧密了，在一遍夯击结束之后，也可用以了解孔隙水压力的消散情况，从而确定最佳的间隙时间，开始下一遍夯击。在现场对夯击坑的体积与上体的隆起体积进行测定也是十分必要的，尤其在软土地基上进行强夯更为重要，夯击坑体积减去上体隆起体积即得夯击所减少的体积，即所谓有效夯实体积，即得平均沉降量。夯击能过小，平均沉降量很小，加固效果不理想，夯击能过大，地基土产生流动，隆起体积增大，平均沉降量也不大。

三、结语

总之，强夯加固技术特别使用于浅层地基加固，以减小地基的压缩性，提高承载力。但强夯法处理地基时，对地基土质也有一定的要

求。一般认为此法特别适合于粗颗粒非饱和土，含水量不大的杂填土与湿陷性黄土。低饱和粘性土与粉土也可采用。对于饱和粘性土，如有工程经验或试验证明加固有效时方可应用。参考文献：

[1]李彰明,软土地基加固的理论、设计与施工[m],北京:中国电力出版社,2007. [2]苏建林,公路工程施工技术[m],北京:人民交通出版社，2008. [3]黄兴安等,市政工程质量通病防治手册[m],北京:中国建筑工业出版社,2009. [4]李强,河滩相软土地基处理研究[m],中外公路,2008.

一、强夯法的特点

约材料、施工文明和施工费用低的特点。

二、强夯进行软弱地基处理的

1、强夯法处理地基的施工特点

(1)平均每一次的夯击能比普通夯击能大得多:(2)以往的重锤夯实方法，能量不大，仅使地表夯实紧密，但能量不能向深处传递，其结果仅限于表层加固，而强夯法能按我们的预计效果进行控制施工，可根据地基的加固要求来确定夯击点间距及夯击方式，依次按需要加固的深度进行改良，使地基一定深度范围内得到加固。(3)在施工中，必要时可以分几遍进行夯击;(4)地基经过强夯加固后，能消除不均匀沉降现象，这是任何天然地基所不能达到的。基于这些特点，强夯法最适宜的施工条件为:(l)处理深度最好不超过7m(特殊情况除外);(2)对于饱和软土，地表面应铺一层较厚的砾石、砂土等优质填料;(3)地下水位离地表面下2一3m为宜;(4)夯击对象最好为粗颗粒土组成。

2、强夯法处理地基的施工范围

力，降低其压缩性，同时还能改善地基抵抗振动液化的能力和消除湿陷性黄土的湿陷性。用强夯法加固后地基的压缩性可降低200—1000%，而强度可提高200-500%。但是强夯法对于饱和度较高的粘性土，一般来说处理效果不显著，尤其是淤泥和淤泥质土地基，处理效果更差。因此对于淤泥质土地基应谨慎选用或采取其他方法。

3、强夯法处理地基的施工准备

强夯前应对起重机、滑轮组及脱钩器等全面检查，并进行试吊、试夯，一切正常方可强夯。强夯场地与建筑物间应按设计要求采取隔振或防振措施。当强夯施工所产生的震动对邻近建筑物或设备会产生有害影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等隔振减震措施。一般即有建筑 50 m 范围内不宜采用强夯措施施工前要查明强夯场地范围内地下构造物和管线的位置及标高，采取必要措施，防止因强夯施工造成损坏。测量定点，清理并平整施工场地，进行场地测量放线，埋设水准点标桩和各夯点标桩;按设计施工图给定的范围进行测量放样，并按夯点布置平面进行施工;测量夯实前场地标高，为确定夯实效果提供依据;施工前应按设计初步确定的强夯参数在有代表性的场地上进行工艺性试夯试验。通过强夯前后测试数据的对比，检验强夯效果，确定有关工艺参数。

4、强夯法处理地基的施工参数

1)起吊机械起吊重锤的能力应大于锤重力的3倍，能脱落吊钩时，起重能力可大于锤重力1.5倍。2)强夯施工采用 30t 以上带有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备。采用履带式起重机

时，在臂杆端部设置辅助门架或采取其他安全措施，防止落锤时机架倾覆。夯锤锤重及夯锤底面面积根据设计文件要求的单击夯击能确定。夯锤底面采用圆形，夯锤中对称设置若干个上下贯通的气孔。自动脱钩采用开钩法或用付卷筒开钩。3)夯锤质量取5 t,落距一般为2.5-4.5 m，确保达到600-1000 kn/m的夯击能量。锤重力与底面积的关系，应符合重力在底面上的单位静压力为15-20kpa。在最佳含水量情况下进行夯实。4)夯打施工时，一般采用先周边后中间，一夯挨一夯顺序进行，在一次循环中同一夯位应连夯两次;下一循环的夯位应与前一循环错开1/2锤底直径。5)夯实工作完成后，将场地表面松土清除，并拍实整平至设计标高。夯打过程中应及时作好施工记录。6)重锤夯实完工后，应进行质量检验，检查施工记录，除应符合试夯最后下沉量的规定要求外，同时还要求完成最底面的总下沉量不小于试夯总下沉量的90%。7)强夯施工每一遍内各个夯点的夯击次数，严格按图纸设计夯击次数，并同时满足单击夯击能不小于2000kn.m，夯坑周围地面不发生过大的隆起，不因夯坑过深而使起锤困难，且以使土体竖向压缩最大而侧向位移最小为原则。每个夯击点安排专人检查和记录击数，保证强夯质量。

5、强夯法处理地基的施工工艺

用推土机整平施工场地。当地面坡度陡于 1∶5 时，挖 2%～4%反坡台阶，台阶长度不小于 2 m。做好强夯段周围的排水和防振措施，防止在雨季施工时，夯坑内或夯击过的场地有积水和防止强夯时对周围构造物造成损害。定出控制轴线、强夯场地边线，钉木桩或点

白灰标出主、副夯点位置，并测量场地高度，设水准基点。分段进行强夯，顺序从边缘夯向中央，一排一排夯，起重机直线行驶，从一边向另一边进行。起重机就位，使夯锤对夯点位置。测量夯前锤顶高程，确保夯击能。夯击时应按试验和设计确定的强夯参数进行，落锤保持平稳，夯位应准确，夯击坑内积水应及时排除。将夯锤起吊到预定高度，待夯锤自由下落后，放下吊钩、测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜时，应及时将坑底整平。强夯过程中应对各项参数及施工情况作好详细质量记录。按设计规定次数及控制标准，完成各夯点的夯击。点夯完成后用推土机整平场地，最后用低能量满夯一遍。强夯之后，一般地下水上升，夯击坑内将有裂隙水出现，则宜设法将其排除，特别是在严寒季节更要防止其结冰。将坑内积水排出，可以加快土中水的排出速度，在某些情况下(地表面有饱和粘土)，可以设置水平排水管进行排水，其做法是开挖2—3m深的沟槽，沟底埋设带孔的塑料管，上面填满砂砾石。对于目前强夯法加固地基来说，现场的测试工作几乎成为施工中一个重要组成部分。在地基中，于不同深度埋设孔隙水压力传感器，用以测定各施工阶段孔隙水压力的变化情况，这样在施行强夯时就可以进行监督。如果发现孔隙水压力上升到与土体自重应力相等的最大值，即可停止夯击，因为土颗粒己不可能再紧密了，在一遍夯击结束之后，也可用以了解孔隙水压力的消散情况，从而确定最佳的间隙时间，开始下一遍夯击。在现场对夯击坑的体积与上体的隆起体积进行测定也是十分必要的，尤其在软土地基上进行强夯更为重要，夯击坑

体积减去上体隆起体积即得夯击所减少的体积，即所谓有效夯实体积，即得平均沉降量。夯击能过小，平均沉降量很小，加固效果不理想，夯击能过大，地基土产生流动，隆起体积增大，平均沉降量也不大。

三、结语

总之，强夯加固技术特别使用于浅层地基加固，以减小地基的压缩性，提高承载力。但强夯法处理地基时，对地基土质也有一定的要求。一般认为此法特别适合于粗颗粒非饱和土，含水量不大的杂填土与湿陷性黄土。低饱和粘性土与粉土也可采用。对于饱和粘性土，如有工程经验或试验证明加固有效时方可应用。参考文献：

第二篇：地基基础强夯施工方案

宁夏弘德包装材料有限公司强夯施工方案

的意见

致湖南中烟技改工程部陈泽智工程师：

关于宁夏弘德包装材料有限公司烟草包装印刷工程地基强夯工程施工方案的意见。鉴于初步提出“通过先公开招标后，由中标单位进行先试夯，再通过检测合格后进行强夯的施工方案”和 “通过先竞标后，由试夯中标单位进行试夯，待检测合格后再对强夯单位公开招标施工”的两种方案，通过对以上两种方案进行对比和探讨，经我方对市场考察、结果如下：

①、若只针对于试夯发布招标通知，按照设计院提出的不少于500㎡，根据当地市场试夯单价44元/㎡来核算，工程造价为22000元，造价过低没有施单位进行施工。若根据咨询试夯单位完成500㎡的试夯需要20万元(其中含有试夯单价，设备运输费，管理费等)这样工程造价太高，若试夯不成功给我方会造成的一定的经济损失;②、对于试夯和强夯分开招标，试夯施工单位认为试夯成功，正式强夯进行招投标时未必能中标。期间未免会出现施工单位对我方进行投诉(认为我方虚假招标);施工单位不进行投标(试夯费用过低);试夯单位不会将试夯数据告知新的强夯施工单位，新的中标单位在强夯前还得进行试夯，造成重复性的工作;同时也会造成试夯单位施工质量的优劣的等问题。

经公司内部讨论决定委托工程咨询公司为宁夏弘德包装材料有限公司地基强夯施工作工程招标标底并在网上发布招标公告，中标单位与我方签订基础强夯施工合同后进行施工。具体内容如下：

①、标底包括三部分，分别是场地平整，试夯和强夯。试夯工程

造价控制在十万元以内;

②、具体施工方案由施工单位编制施工组织设计递交我方审批，审批通过后方可进行施工;

③、施工单位必须在正式强夯前进行试夯，试夯面积拟定不少于500㎡，具体施工数据必须遵循设计院给出的数据为标准;试夯结束后我方请第三方进行实验检测，如果试夯试验检测结果符合设计标准可进行正式强夯施工，如果不满足标准则终止强夯，由我方支付施工单位机械进出场费及试夯施工费;

通过两种方案的对比，先竞标后，由试夯中标单位进行试夯，待检测合格后再对强夯单位公开招标施工的方案具有一定的风险和不便，而先公开招标后，由中标单位进行先试夯，再通过检测合格后进行强夯的施工方案具有一定的可行性，且符合国家烟草专卖局两项规定关于竞争性谈判的要求，并且对整个工程的施工计划也没有较大影响，对我方和施工单位的风险也较小，如果试夯不能满足要求最后还得由设计院提出新的施工方案。

宁夏弘德包装材料有限公司

二○一二年三月五日

第三篇：软土地基的加固措施探讨

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软土地基的加固措施探讨

摘要：随着我国基础建设的飞速发展，高等级公路建设也得到了快速发展。由于公路软土路基等病害的存在，使得高等级公路达不到高速营运、行车安全、乘坐舒适、经济节省的使用要求，达不到其本身所应具有的服务水平，严重影响了高等级公路的经济效益和社会效益。在软土路基处理过程中，如何保证结构安全、提高行车舒适度、降低养护费用、提高道路使用质量，节约工程投资，将具有十分重要的意义。

关键词：高速公路;软土路基;加固措施

中图分类号： U416 文献标识码： A

1.工程概况

本文选取某高速公路标段线路长5.04km，经过勘察设计：第一层，耕殖土层，厚0.5-1.5m灰黄或灰褐色，由淤泥质土及亚粘土组成，湿、可塑;第二层，淤泥层.厚1.3-4.8m，灰黑色，粘性好，饱水、流塑，局部夹薄层细砂;第三层，淤泥质细砂层，厚3.2-8.1m，灰或灰黑色，粉细砂含量占总重的80%，饱水、松散，含少量贝壳;第四层，淤泥层，在地质勘探报告上未见底，灰黑色，粘性好，饱水、流塑状态，局部夹薄层细砂。

由于全线软土路基较多，在设计中对软土小于4.5m地段采用换填处理，对于软土大于4.5m地段采用搅拌桩复合地基处理，搅拌桩复合地基设计主要可以分为6个路段：k1+105~k1+328段，设计桩长8.5m，2800余根;k1+861~k2+428段，设计桩长7.9m，1500余根;k2+640~k2+980段，设计桩长6.4m，1800余根;k3+206~k3+600段，设计桩长6.0m，1040余根;K3+880~k4+300段，设计桩长6.5m，1600余根;k4+420~k4+960段，设计桩长6.5m，2600余根;设计桩长总数20余万米。

2.软基的特征及其危害性

软土泛指天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1，压缩

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系数不大于0.5MPa、不排水抗剪强度小于30kPa的细粒土。主要为饱和软粘土。我国广泛分布的软土绝大部分在全新世中、晚期形成，软土一般具有以下特征：

(1)地基沉降量大，一般可达数十厘米甚至到数百厘米;

(2)地基沉降时间长,一般达数十年甚至到数百年，特别是沿海一带的软土地基，由于厚度大，固结速度较慢;

(3)地基沉降不均匀，由于上部结构的特点与荷载差异，常常引起地基不均匀沉降;

(4)地基抗剪强度低。

由于软土地基具有上述特征，常常影响公路工程质量，引发地质灾害。其危害性主要表现为：

(1)软土地基的过大和不均匀沉降将严重影响公路路面的平整度，制约路面通行能力、行车安全度和舒适度;

(2)路基、路堤可能会随着软基一起产生滑移，引起公路路面的整体破坏。

由于软土地基的危害性，公路建设对于软基的处理标准要求高，而这同时也对软基工程地质勘察的深度和广度提出了很高的要求。

3.软土地基的加固措施与施工

3.1 塑料排水板

塑料排水板处理软基的原理是利用深插软基的排水板，避免路基外侧地表及地下水进入路基范围，当填筑路基时，荷载作用于软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂垫层向两侧排出，从而提高基底承载力。

塑料排水板要在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理的范围，用小竹签定出每根排水板的具体位置，插板机对中调平，把排水板在钻头上安放好，开动打桩机锤打钻杆，将塑料排水板送入设计深度，把钻杆提上来，将地面上的塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成本根排水板的施工。施工中一定要注意“回带”现象，即虽然钻头打至设计深度，但提升钻杆时，塑料排水板随钻杆提升而上升的现象，此时要采用在钻头用短钢筋头等办法防止“回带”现象。

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打设塑料排水板的设备有两种：一种为履带式打桩机，另一种为门架式插板机(带导轨)。要求用能打入设计深度的静力式或振动式设备，不可用锤击式或水冲式。套管插入杆为扁平状或圆形，内径应大于排水板的宽度，长度应大于排水板的设计长度，在打设中要保护排水板不被损坏。

此方法的优点是：排水板是工厂生产的，质量容易控制，成本较低;在施工过程中没有排水孔断面不均匀和受堵塞的情况;断面小，对地基扰动小;打设机械轻，可用于较软的地基。

3.2 砂井排水法

此方法是在软土层设置垂直排水井，一般由中砂或粗砂构成，国内也有用纸板的。方法是用下端装有埋入式桩靴的钢管打入土中，然后从上端灌入砂子，分层夯实，同时将管向上拱起，直至桩孔灌满砂，形成砂井。在粘性土中也可先打入木桩，拔出桩后在孔中填砂夯实。

根据施工方法的不同有打入式和振动式。打入式与振动式的区别在于砂井施打时用锤还是用振动器。

砂井布置一般为等距离梅花形或正方形。砂井填料可选天然级配的中砂或粗砂，粒径为0.3～10mm，小于0.3mm部分应筛除，含泥量不应超过2%。

3.3 换填法

3.3.1开挖换填法

即在一定范围内把软土挖除，用无侵蚀作用的低压缩散体材料置换，分层夯实。按软土层的分布形态与开挖部位，有全面开挖换填和局部开挖换填两种。如下图所示是开挖换填工程施工实例。

在开挖换填法施工中选择填料时，要考虑路堤高度、软土层厚度及地下水位等因素，宜用排水性能好的砂、砂砾及其他粗粒料。另外，应根据开挖的深度与土的抗剪强度确定合理的边坡坡度，开挖时若用水泵排水，边坡容易被破坏，从而增加挖方量，因此，如果有不需要压实的良好换填材料，为防止边坡塌落，应随时开挖随时填料。

3.3.2强制换填法

(1)路堤载荷强制换填法

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此方法就是依靠路堤载荷将部分软土层强制挤出，并用良好的填筑材料置换。施工时，应从中线起逐渐向外侧填筑。但对于宽路堤，由于其沉降不一致，从而在路堤下面残留有部分软土，完工后会发生不利的不均匀沉降，应引起注意。

(2)爆破换填法

此方法就是把炸药装入软土层，通过爆破作用将软土挤出的方法。这种方法对周围影响很大，只限于爆破对周围构造物或设施没有不良影响的地区使用。并且一般要通过几次爆破使路堤逐渐下沉，两侧挤出隆起的软土要及时挖除，以保证爆破效果不致降低。

3.4灰土挤密桩

当软土地层含水量过大或过小时，可采用灰土挤密桩。含水率过大时，可往孔内填干土粉或石灰粉，以吸去部分水分，或快速成孔浇灌或边成孔边下套管，或成孔后下套管;含水率过小时，应预先浸湿加固范围内土层，成孔顺序应先外圈、后里圈并间隔进行。对已成孔应防止受水浸湿，且应当天回填夯实。为避免夯打造成缩颈堵塞，应打一孔填一孔。当桩孔较密、土质松软时，应采取间隔跳打夯实。孔填料前应先夯打孔底3～4锤;根据试验测定的密实度要求，随填随夯，严格控制下料速度和夯击次数;回填料应拌和均匀，并控制其含水量;每个孔填料用量应与计算用量基本符合;夯锤质量不宜小于l00kg;锤型以梨形或枣核形较合适，这有利于夯实边缘土，不宜采用平头夯锤，落距一般应大于2m;如果地下水位较高，应降低水位后再回填夯实。已出现疏松、断裂或夹层的，应用洛阳铲将其全部取出来，并按规定重新填夯灰土，达到设计要求。认真按操作规程施工，灰土要按配合比称量，搅拌要均匀，干湿要适度。每次下灰厚度、数量、落锤高度、夯击次数要按试验规定做到前后一致，施工中严格按质量评定标准进行抽样检验。

4.软土地基加固处理应考虑的因素

4.1路基状况

在路基加固中，在软土层浅而薄的情况下，常用简单的表层处理法。重要的构造物基础常用开挖换填法。若软土层较厚，应使用其他方法配合表层处理法。夹有砂层且厚度较薄的软土层，一般采用表层

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处理法、强夯法等方法，即使是5cm的砂层也是有效排水层，在土质调查中不要遗漏。软土层厚且无砂层的情况，因排水距离长，固结沉降需很长时间，强度也不增长。因此，沉降处理常用表层排水法。在浅层部位堆积有4m以上厚度砂层，以下为软弱粘土层的情况。一般来说，稳定不成问题，只需沉降处理，常用强夯法。

4.2道路性质

道路等级愈高，平整度愈重要，愈需要采取有效的沉降处理措施。等级较低时，可先铺简易路面，待沉降结束后，再铺正式路面以节约资金。同时路堤的设计高度与宽度也是选择处理方法时要考虑的重要因素。如采用换填法时，宽而低的路堤易发生局部破坏;反之窄而高的路堤，下面易被换填。在设计高度大而稳定有危险的情况下，采用强夯法将受到限制。还有路堤越宽越高，则地基产生压力球的根部越深，而引起深处粘土层沉降。

4.3施工环境

不同的施工环境选用的处理方法不同，经济性也不同。比如噪音、振动地基及地下水的变化和排出的泥水等，在选择施工方法时必须考虑。同时在路堤高度较而地基特别软弱的情况下，周围地基经常发生大的隆起或沉降。这样，在路堤坡脚附近有民房和重要构造物时，应考虑以减小总沉降量且控制剪切变形的方法为主要措施。不能采用这类方法时，应考虑事先对可能受影响的构造物加以保护，否则应考虑以高架构造物代替路堤。

5.结束语

总之，软土地基的加固处理质量直接影响到路基的基础承载力，也是保证道路建成后安全、高效运营的关键。所以选择合理的软基加固处理方案及方法并快速实施，从而取得预期的经济和社会效益，就具有重大的实际意义。

参考文献： [1]周皓明，浅谈道路工程软土路基处理的方法[j]，科技信息，2011.

[2]李强.河滩相软土地基处理研究[J].中外公路，2005，(8).

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第四篇：某厂房地基基础加固处理方案的探讨

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日期：2007-10-27 销售价格：免费论文论文属性：职称论文

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关键词：职称论文

摘要：结合工程实例,对厂房地基基础加固的前后两种处理方案,即压力灌浆加固和静力压桩加固法进行了分析比较,对如何选择最合适的处理方案作了有益的探讨。

关键词：基础加固压力灌浆

改革开放以来,建筑业迅速发展,建筑工程质量逐年提高,但工程质量事故还时有发生,造成了许多不应有的损失。这是由于各地区的工程地质条件不同,土层分布、土的物理力学性质不同,既使同一建筑场地,往往土质也不均匀,在进行工程勘察、工程设计与施工中,如果对地基条件掌握不全,处理不当,就可能导致事故的发生,这些都会给国家和人民造成不应有的损失。因此,准确分析事故,合理地处理事故,是当前建筑业亟待解决的一个大问题。目前对已建建筑物的加固处理的方法有许多种,但常用的有以下两种:

(1) 灌浆加固:用钻机在基础上成孔至要加固的土层,然后用高压灌浆设备将配制好的水泥化学浆液灌入地层,通过劈裂、挤压作用,使土层与浆液产生物理化学反应而胶结,从而达到改善土体结构和性能的目的,提高土体的强度。(2)静力压桩加固:利用建筑物的承重柱重力作为反力,通过一套液(油)压设备,把预制桩分节压入土中,上下节桩接驳用预埋角铁焊接。压桩由液压控制,当压力达设计荷载并基本满足计划桩长要求时则终桩,终桩时的单桩承载力可直接从压桩设备的仪表中反映出来。终桩后将压入桩的桩头钢筋与原基础钢筋焊接,并浇注砼承台与基础连为一体,从而将上部结构的荷载通过桩直接传递到坚硬土层。

(2) 毫无疑问,已建建筑物出现不均匀沉降,无论是采取灌浆加固还是静力压桩加固,都会给工程造成一定的损失,此时应考虑的是如何将损失降到最低限度。

1 工程实例1.1 工程概况鹤山市某厂房为一幢高四层,框架结构的建筑物,长55.0m,宽15.0m,占地面积825m2,原设计采用人工挖孔桩基础,由于场地工程地质情况复杂,厂房中段和东段分别分布有一层厚为3～6m和7～9m的流塑状淤泥,使建筑区内部分地段挖孔桩方案无法实施,而改用条形基础下的砂垫层方案(垫层厚度1.00m),而西段淤泥层较薄(厚1～2m),却浇注了16条桩柱,于是同一建筑物采用了两种在受力和变形方面完全不同的基础型式。厂房于1992年10月建成,使用期间发现不均匀沉降,导致厂房结构出现严重拉裂和剪切破坏,危及安全使用。1.2 场地工程地质概况经对厂房场地进行工程地质勘察,其地层结构在揭露深度

2 内由上至下依次为:(1)填土:浅黄色,土质松软,层厚0.79～2.00m。(2)粉质粘土:灰～灰黄色,上部0.40～0.60m为耕土,软塑,N=2击,fk=80～90kPa。(3)淤泥(泥炭土):黑褐色,局部夹粉土,流塑,N=1～2击,fk=40～60kPa,层厚0.00～7.87m,层面埋深1.00～3.75m。(4)花岗岩风化坡积土;土性为砂质粘性土,灰白、浅黄色,含中粗砾,可塑,N=5～13击,fk=100～230kPa,层厚1.70～7.30m,层面埋深2.10～9.07m。(5)花岗岩风化残积土;土性为砂质粘性土,浅黄褐色,含中粗砂,可塑～硬塑,N=13～24击,fk=230～320kPa,层厚2.90～9.00m,层面埋深4.00～12.26m。(6)强风化花岗岩:N>50击,层面埋深8.17～22.68m。

1.3 沉降原因分析

(1) 地质因素:据钻探揭露,厂房建造在一条山坡冲沟的边麓地段,地下水丰富,水位埋深约0.30m,淤泥(含腐木)等软土的分布极不均匀,层厚由西向东递增,这是造成厂房不均匀沉降的客观因素。

(2) 结构因素:同一栋厂房,采用了两种不同的基础型式,地质条件较好的西段,采用人工挖孔桩基础,桩端支承在坚硬状的残积土层里,而地质条件极差的东段,则采用了条形基础下的砂垫层,垫层厚仅1.0m,未作压密处理。根据推算,采用桩基础的最终下沉量仅为1.4mm(设桩长10m,进入坚硬状土层),而采用条形基础下砂垫层处理的基础经推算仍有200mm的沉降量,条形基础的刚度起不到变形(沉降)调节作用,因此导致厂房的不均匀沉降,影响到厂房的安全使用,所以必须尽快处理。

2 加固方案为确保该厂房的安全使用,对该建筑物的处理宜把上部结构的加固和地基的处理结合起来进行。先处理地基,以控制地基的继续沉降,后加固上部结构。根据钻探和变形测量资料显示,对厂房地基的加固可采用压力灌浆补强和静力压桩等方法,但根据业主的要求以不影响生产为原则,同时受场地工程地质条件的影响,决定采用压力灌浆加固法。

压力灌浆加固本次加固目的旨在通过浆体的渗压改善软土地基的承载力和压缩(变形)模量,逐渐减少地基的沉降量,以满足厂房的使用要求。

2.1.1 机理以一定的液压,将水泥和化学浆通过双液管注入土中,并使之迅速凝固,同时对软土进行割裂、扩散挤压和充填,并伴随一定的物理化学作用,一方面促使浆体,在软土中形成脉状充填;另一方面又使软土产生压缩和脱水固结,从而达到加固的目的。

2.1.2 工艺流程制浆→成孔下管→液压注浆→割裂→挤压与充填→固结。

2.1.3 技术措施灌浆孔的布置:按每根柱位的四周布置4个孔,孔距1.5～1.9m不等,加固深度4.0～10.5m,深孔底部进入残积土层。注浆采用低压、慢灌、多量工艺,以便注入较多的浆体。重复注浆:在软土较厚的孔段,为增强注浆效果,往往在第一次注浆中,使之在一定浆压作用的范围内形成一道不规则的帷幕,再冲洗灌浆孔进行二次注浆,使浆液充分而有效的充填。先下后上或先上后下分层注浆:先下后上是成孔后浆液浆管下落至孔底,并由孔底开始注浆,而后一边注浆一边上拔灌浆管,使浆液从孔底开始扩散,以利于加固软土;先上后下是从基础底板深度开始注浆,而后逐渐向孔底延伸,先使砂垫层获得有效的加固。

2.1.4 施工效果分析灌浆前期的沉降情况:据了解,厂房于1992年10月建成,施工期间,施工单位自测最大沉降为80.00mm,交付使用后观测只是间断进行:1993年2月21日～6月1日,测得最大沉降为15.00mm,据此分析,该厂房在灌浆前期最大沉降量累计已达100.00mm。另据观测,伸缩缝的顶部(天面)间距已明显拉开,部分柱位的梁、板、墙均已出现裂缝。灌浆施工期的沉降:据观测(共44d),24号柱基沉降40.08mm,25号柱基34.77mm,26号柱基30.53mm。此间,由于灌浆施工导致地基应力释放,沉降有所加大。灌浆后期的沉降:据观测(历时14个月),其中24号柱基沉降28.93mm(日平均2.07mm),25号柱基39.22mm(月平均2.80mm),26号柱基45.64mm(月平均3.26mm),上述数据说明:经化学灌浆处理后,柱基的沉降得到了缓解,但基础的后期下沉仍未得到最终稳定,为确保厂房的安全使用,必须进一步采取切实有效的措施进行加固处理。

2.2 静力压桩加固法基于以上原因分析,这次采取的加固方案必须行之有效、一步到位、不得返工,最终选择“静力桩托换”进行加固。

2.2.1 机理通过一套油压设备,将预制桩分节(每节2.0～3.0m本论文由无忧论文网整理提供

)压入土中,节与节用预埋角铁焊接,预制桩为250mm×250mm的方桩,预估桩长15m,压桩由液压控制,压桩荷载控制在45～55MPa之间,当桩压至预定深度并达到设计贯入度之压力时,其沉降控制标准为压桩荷载保持50MPa,每隔5min冲击一次,共冲击三次,下沉量≤3mm,并需稳定1h,做好记录,最终允许下沉量≤1mm。桩压完后将桩与原基础承台连接起来,将上部结构的荷载通过桩基传递到坚硬状残积土中。

2.2.2 设计技术参数最大压力1000kN,单桩承载力550～900kN,预制方桩尺寸250mm×250mm,混凝土强度C30,压桩速度2cm/s,压桩桩位和受力轴线允许偏位100mm,接桩处桩轴线倾斜度<1%。

2.2.3 施工工序在设计桩位处开挖压桩基坑,利用安装在柱上的反力钢夹提供反力用压桩机压桩,待每个承台的静压桩都压完后,将预制桩与原承台连结成一体,由预制桩承担结构荷载。施工过程中用水准仪进行跟踪施工观测,控制柱的升降量为±1mm。在施工过程中发现场地的地下水较丰富,要用抽水泵进行抽水才能进行地下作业,但在抽水过程中,经水准仪监测,发现柱的沉降速率加快(0.50mm/h),立即停止抽水。后经研究,要求抽水前须对该柱进行卸荷处理,以免桩基础产生附加沉降,确保厂房安全。即将该柱的上部卸荷,通过卸荷装置传递到柱周(半径约3.0m)的土体上,共同分担上部荷载,待该柱处理完毕3d后,即混凝土基本凝固后拆除卸荷装置,经卸荷处理的柱,6～8d内,未发现明显沉降变化,说明卸荷处理效果显著。

2.2.4 施工效果监控加固效果的好坏,直接关系到厂房的安全动作,为检验加固效果,主要采取的措施是沉降观测,其成果也是本工程竣工验收的主要技术依据。本次加固处理对沉降值的质量指标定为:被加固的柱位其施工期间的沉降值在正常情况下累计≤10mm(指开工至施工结束),竣工后的沉降量应满足≤2mm/月,凡满足此质量指标者,均可判定为达到了加固效果。据施工后的观测资料显示,竣工后第一次(33d)的沉降观测,测得最大沉降量为-1.7mm,满足加固后沉降值<2mm/月的质量指标,达到了加固的预期效果,质量良好。

3 结论：目前较普遍的观点认为,压力灌浆加固法是一种投资相对较少,快速而又有效的方法;而静压桩加固法则被认为是投资大且工期长,但却很可靠的一种地基基础加固方法。但对于本工程的条形基础,由于其宽度有限,条基上承受上部荷载的作用,对土层产生附加应力,而条基外的土层仍为天然土层,不受外加荷载的作用,为小应力区。灌浆时,在高压的驱动下,浆液将沿应力薄弱区(带)进行劈裂扩散,因此,在本工程的条基下进行注浆,浆液将对条基下的土体改善作用受到限制,浆液将会跑漏到条基外的软弱土层中。加固后的地基,虽然获得部分改善,但其受力压缩层仍然是条基下的砂垫层和软土层,地基的沉降不能完全得到控制,变形仍会继续发展,效果不会很明显。而静力压桩加固法是将桩压至地基中的硬塑状态的砂质粘性土层中,上部结构的荷载通过桩直接转移到深部,由坚硬状态的土层承受,这样条基下的砂垫层和软土层地基处于释荷状态,而桩的受力和传力直接,压桩时单桩承载力值可直接从压桩机的仪表中反映,地基变形最终可以得到控制,故处理效果明显。因此,遇到实际问题时应该具体问题具体分析,在采取加固措施前应从技术可行、质量可靠、安全稳妥、经济合理四个方面作综合分析,选出最优方案,否则将会使问题越来越复杂,造成的损失也会越大。本论文由无忧论文网整理提供