强夯置换法在市政地基加固工程中应用

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1、强夯置换法在市政地基加固工程中应用　　摘要：本文结合四川汉源县城某场坪挡墙的地基加固实例，就强夯置换法的加固机理、强夯置换的设计、强夯置换施工顺序、强夯置换施工测量、强夯置换法质量控制进行了探讨。关键词：强夯置换法；地基加固；工程中图分类号：TU662文献标识码：A文章编号：引言强夯是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，强夯置换法是采用在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料，用夯锤夯击形成连续的强夯置换墩。具有加固效果显著、施工工期短和施工费用低等优点。强夯置换法在20世纪80年代才被采用的

2、处理技术已被我国成功应用于多个工程。一、强夯置换法工程实例9汉源县城新址位于大渡河与流沙河所围成的萝卜岗斜坡上。根据地勘报告揭示，N-3地块自然地面下一下20～30m范围内均为第四系全新统人工填土、第四系全新统残坡积粉质粘土、第四系下更新统昔格达组粉细砂夹粉土等，地基承载力特征值均在80～130Kpa，而拟建场坪挡墙高度在7～8m，拟处理地基加固面积10207㎡。设计采用15t的夯锤，提升高度10m，夯锤直径2m，夯点间距3.5m，碎石墩高2m，强夯影响深度6m。经强夯置换施工后，地基承载力均大于200Kpa，

3、满足设计要求，经几年使用印证，无任何质量问题。经类比类似工程，采用碎石桩等施工工艺，工程投资将超过200万元,而采用强夯置换工艺，该工程地基加固工程费用仅97.6万元，节约近一半的费用，具有较强的适用性、经济性和推广价值。二、强夯置换法的加固机理及其探析1、工艺简介强夯法是利用强大的夯击能给地基一冲击力，并在地基中产生冲击波，在冲击力作用下，夯锤对上部土体进行冲切，土体结构破坏，形成夯坑，并对周围土进行动力挤压。目前，强夯法加固地基有三种不同的加固机理：动力密实、动力固结和动力置换，它取决于地基土的类别和强夯施

4、工工艺。2、作用机制探析9强夯置换法是利用重锤从高处下落所产生的冲击波将一些性能好的材料（碎石、矿石、矿渣等）强制性的挤入地基之中，并由此在地基之中形成若干料墩，与此同时，墩与墩之间产生复合地基，这也就提高了地基的承载力，控制沉降程度。在一方面，这些石墩也起到了置换作用，是集中在建筑物上的压力负载集中在墩体之上；另一方面，这些碎石柱也起到了加密的作用，碎石不断的向下灌入，导致大量的石料集中在石柱的下端，石柱底下的土层受到冲击波的影响，从而起到加密的作用。而且石柱在向周围拓展的过程中也对侧面的土层起到挤压的作用，

5、使其更加牢固。如果土层中含有大量的粘粒，导致颗粒之间粘合力增强，无法渗透地下水，导致压力增大，但强夯置换法很好地解决这个问题，因为在冲击波的作用下，导致土层出现一定的裂缝，增加排水通道，使缝隙内的水很好的排除，随着压力的减轻，产生固结，进一步增加土体的强度。以上介绍的是强夯技术之一———墩柱式。根据置换方式的不同也可以采用整体式的置换法，作用机理大同小异，主要是由点到面，利用密集的点形成一定程度的线置换或者面置换，这个过程中产生的冲击波足以排开周围的淤泥、软泥（含水量高、抗打击能力低），并用高强度的、级配高的、

6、排水性能优异的碎石或者石料与之替换形成扩散能力好、承载能力优越的垫层。前者一般用于粘土地基，后者一般用于淤泥方面的处理。前者更为普遍，一般会被采用在气候潮湿地区地基的铺筑过程中。三、强夯置换法的设计强夯置换法的设计内容与强夯法基本相同，也包括：起重设备和夯锤的确定、夯击范围和夯击点布置、夯击击数和夯击遍数、间歇时间和现场测试等。9强夯置换墩的深度由土质条件决定，除厚层饱和粉土外，应穿透软土层，到达较硬土层上。深度不宜超过7m。墩体材料可采用级配良好的块石、碎石、矿渣、建筑垃圾等坚硬粗颗粒材料，粒径大于300mm

7、的颗粒含量不宜超过全重的30％。强夯置换锤底静接地压力值可取100～200kPa。夯点的夯击次数应通过现场试夯确定，且应同时满足下列条件：1)墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长；2)累计夯沉量为设计墩长的1.5～2.0倍；3)最后两击的平均夯沉量应满足强夯法的规定。墩间距应根据荷载大小和原土的承载力选定，当满堂布置时可取夯锤直径的2～3倍。对独立基础或条形基础可取夯锤直径的1.5～2.0倍。墩的计算直径可取夯锤直径的1.1～1.2倍。墩顶应铺设一层厚度不小于500mm的压实垫层，垫层材料可与墩体相同，粒径不宜大于

8、100mm。确定软粘性土中强夯置换墩地基承载力特征值时，可只考虑墩体，不考虑墩间土的作用，其承载力应通过现场单墩载荷试验确定，对饱和粉土地基可按复合地基考虑，其承载力可通过现场单墩复合地基载荷试验确定。四、强夯置换施工顺序1、清理并平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚度为1.0-2.0m的碎、块石施工垫层；2、标出夯点位置，并测量场地高程；3、起重机就位，夯锤置于夯点位置；94、测量