強(qiáng)夯固結(jié)法防治軟弱地基技術(shù)淺析

1、<p>　　強(qiáng)夯固結(jié)法防治軟弱地基技術(shù)淺析</p><p>　　摘要：在建設(shè)施工時(shí)針對(duì)軟弱地基的加固一直以來(lái)都是工程的難點(diǎn)。目前針對(duì)工程加固的方法有許多種，其中既有單一方法的使用，也有多種方法的聯(lián)合使用。通過(guò)大量工程實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn)針對(duì)軟弱地基的加固處理方法中，強(qiáng)夯結(jié)合排水固結(jié)法即動(dòng)力排水固結(jié)法，是使用最多效果最顯著的方法。本文主要針對(duì)動(dòng)力排水固結(jié)法進(jìn)行闡述。 </p><p>　　

2、關(guān)鍵字：強(qiáng)夯固結(jié)；軟弱地基 </p><p>　　Abstract: the construction facilities working hours for soft ground reinforcement has long been a project of the difficulty. At present in view of the engineering reinforcement method

3、 has many kinds, including the use of a single method, also have a variety of methods used in combination. We found through a large number of engineering practice of soft ground reinforcement method, the dynamic compacti

4、on in combination with drainage consolidation method of dynamic drainage consolidation method, is</p><p>　　Key words: dynamic compaction consolidation; Soft base foundation </p><p>　　中國(guó)分類號(hào)：TV223

5、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　引言:進(jìn)入二十一世紀(jì)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，各種建筑工程項(xiàng)目諸如機(jī)場(chǎng)，高速，高鐵的數(shù)量與日俱增，并且隨著建筑物層次的提高，其對(duì)地基加固程度的要求也越來(lái)越高。我國(guó)是一個(gè)人多地少的國(guó)家，土地資源日趨緊張，所以許多建筑物建設(shè)時(shí)本著節(jié)約用地的原則所選取的土地的地質(zhì)條件并不理想，其中有很大一部分為軟弱地基。以軟土地基為例：軟弱地基往往具有結(jié)合水含量較大，土壤顆粒加間間隙較大

6、，滲透性差，壓縮性高等特點(diǎn)，從而使得軟弱地基物理承載能力較弱，易沉降變形[1]。對(duì)于軟弱地基單純的利用一種加固方法加固效果并不明顯。動(dòng)力排水固結(jié)法將傳統(tǒng)強(qiáng)夯的加固與排水固結(jié)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，很好的解決了軟弱地基加固的工程難題。 </p><p>　　一 、動(dòng)力排水固結(jié)法概述 </p><p>　　動(dòng)力排水固結(jié)法是由傳統(tǒng)的強(qiáng)夯固結(jié)法發(fā)展而來(lái)，其中的動(dòng)力是指利用強(qiáng)夯中的動(dòng)能來(lái)達(dá)到加固地基的目的。排

7、水固結(jié)法是通過(guò)設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)將地基中的水排出，以此來(lái)達(dá)到加固低級(jí)的目的。動(dòng)力排水固結(jié)法實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)夯的加固與排水固結(jié)的有機(jī)結(jié)合。下面將對(duì)動(dòng)力排水固結(jié)的兩個(gè)組成部分進(jìn)行詳細(xì)論述。 </p><p><b>　　(一)強(qiáng)夯固結(jié)法 </b></p><p>　　強(qiáng)夯固結(jié)法又名動(dòng)力固結(jié)法( Dynamic Compaction Method )，它是利用起重機(jī)械將10-50噸的重錘

8、升高到5-50米的高度，然后使其自由落體，重錘的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能[2]。當(dāng)重錘撞擊地面時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力和振動(dòng)促使土壤中的氣體,水（土壤中結(jié)合水變?yōu)樽杂伤奖闩懦觯┑扰懦?，進(jìn)而使土壤中顆粒間的空隙變小，土壤結(jié)構(gòu)更為緊密結(jié)實(shí)。目前科學(xué)界對(duì)于強(qiáng)夯固結(jié)法的加固機(jī)理沒(méi)有統(tǒng)一的同時(shí)，存在不同的理論,普遍認(rèn)為其加固機(jī)理包括：動(dòng)力密實(shí)機(jī)理、動(dòng)力固結(jié)機(jī)理和動(dòng)力置換機(jī)理。根據(jù)能量的不同強(qiáng)夯固結(jié)法可分為低能強(qiáng)夯估計(jì)法和高能強(qiáng)夯估計(jì)法。強(qiáng)夯固結(jié)法是上世紀(jì)

9、60年代由 Menard公式發(fā)明并首先使用的地基加固技術(shù)。由于其對(duì)施工設(shè)備要求簡(jiǎn)單，便于操作，施工速度快，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，自上世紀(jì)70年代傳入我國(guó)以后在許多地基加固工程中得到了廣泛的使用。雖然強(qiáng)夯估計(jì)法具有很多優(yōu)點(diǎn)，但并不是所有加固工程都可以單一的利用這種方法進(jìn)行加固。強(qiáng)夯法主要適用于加固填土、碎石土、黏性土、砂土及濕陷性黃土等，而對(duì)于飽和度較高的粉士、黏性土等以軟土為代表的許多軟弱地基，強(qiáng)夯固結(jié)法并不適用。這主要是由于軟弱地基中水含量

10、</p><p><b>　?。ǘ┡潘探Y(jié)法 </b></p><p>　　排水固結(jié)法由瑞典皇家地質(zhì)學(xué)院杰爾曼教授在1952年最先提出的。排水固結(jié)法就是通過(guò)在地基土層中設(shè)置合理的豎向排水及橫向排水井，通過(guò)向地基施加一定荷載使土壤中的結(jié)合水緩慢排出，水分的減少進(jìn)而造成土壤孔隙的縮小使地基固結(jié)變形，以此來(lái)增加地基的物理載荷強(qiáng)度達(dá)到加固地基的目的。排水固結(jié)法按排水技術(shù)措施

11、的不同可分為堆載預(yù)壓法（對(duì)地基進(jìn)行加載預(yù)壓）、真空預(yù)壓法（利用真空泵抽氣加速水分排出）、降水預(yù)壓法（用水泵抽出地下水降低地下水位加速地基固結(jié)）、 電滲排水法（利用電滲作用排水）等。排水固結(jié)法的核心施工內(nèi)容是排水系統(tǒng)的建設(shè)，良好的排水系統(tǒng)可以有效提高排水固結(jié)法加固地基的效率。排水系統(tǒng)的建設(shè)可劃分為：豎向排水體系的施工和水平排水體系建設(shè)。豎向排水體系建設(shè)可采用塑料排水管施工，和袋裝沙井施工[3]。水平排水體系施工可分為砂墊層施工和排水溝、集

12、水井施工。相比于強(qiáng)夯固結(jié)法，雖然排水估計(jì)法施工應(yīng)用范圍很廣，但是由于排水固結(jié)法中存在排大量水系統(tǒng)的建設(shè)因此導(dǎo)致排水固結(jié)法成本較高，技術(shù)操作難度較大，并且施工量較大周期較長(zhǎng)。 </p><p>　?。ㄈ﹦?dòng)力排水固結(jié)法的優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　正如前面所述強(qiáng)夯固結(jié)法對(duì)軟弱的地基并不適用，而排水固結(jié)法又存在工程周期長(zhǎng)的缺陷。但是若將兩者結(jié)合起來(lái)就能起到事半功倍的效果，即增加了固結(jié)的速度又便

13、于操作，克服了強(qiáng)夯固結(jié)法的缺點(diǎn)，發(fā)揮了排水固結(jié)的優(yōu)點(diǎn)，具有處理效果好，投資低工期短的顯著特點(diǎn)。但是動(dòng)力排水固結(jié)法也存在其自身的局限性，在施工過(guò)程中要具體問(wèn)題具體分析不能死板套用。 </p><p>　　三、動(dòng)力排水固結(jié)法施工工藝的注意事項(xiàng) </p><p>　?。ㄒ唬┦┕で捌跍?zhǔn)備 </p><p>　　在運(yùn)用動(dòng)力排水固結(jié)法對(duì)軟弱地基施工時(shí)，要做好充分的施工前準(zhǔn)備，對(duì)

14、地質(zhì)情況要有整體清晰的認(rèn)識(shí)。首先要將土地進(jìn)行平整處理，方便后期施工；其次要將同過(guò)抽取地下水的方式降低地下水位。由于在利用去強(qiáng)夯固結(jié)法處理軟弱地基時(shí)，強(qiáng)夯的瞬間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大沖擊力由于軟弱地基自身的限制極易使土體局部發(fā)生剪切破壞。因此在施工前可以首先填注一定厚度的砂石層。這樣一方面可以起到分散夯擊作用力的作用，降低土層結(jié)構(gòu)被破壞的風(fēng)險(xiǎn)以及避免出現(xiàn)橡皮土現(xiàn)象；另一方面預(yù)先填注的砂土層還可以起到堆填預(yù)壓的作用，有利于軟土層水分排出。 </p

15、><p>　?。ǘ┡潘w系的施工工藝 </p><p>　　排水系統(tǒng)的施工作為動(dòng)力排水固結(jié)法施工過(guò)程中的重要組成部分，良好的排水體系是強(qiáng)夯施工順利進(jìn)行的必要保障，因此其施工工藝顯得尤為重要。排水體系施工包括豎向排水體系施工和水平排水體系施工。在施工時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況具體確定排水系統(tǒng)中排水設(shè)施的分布密度，深度等參數(shù)。豎向排水體系施工可采用塑料排水板施工和袋裝砂井施工兩種方法進(jìn)行[4]。塑料排水板

16、施工可以根據(jù)軟弱等級(jí)的具體參數(shù)采用機(jī)械設(shè)備較重的振動(dòng)式插板機(jī)進(jìn)行插設(shè)，采用效率較高的履帶式液壓插板機(jī)插設(shè)，可人工插設(shè)或人工將塑料排水板直接插入到淤泥，也可采用引孔機(jī)械先把填土層打穿再進(jìn)行插設(shè)。塑料排水板可按等邊三角形或正方形布置，并且對(duì)塑料排水板的間隔、深度也有具體要求，間距一般控制在 1米左右。要將其貫穿整個(gè)淤泥層，并深入淤泥底下土層1米以上。袋裝砂井施工操作相對(duì)簡(jiǎn)單，砂井直徑控制在0.8米左右，砂袋材料要求較低可采用纖維，尼龍等材料

17、。集水井和排水溝要合理布局，集水井寬度一般在3米左右，集水井底面需比周?chē)潘疁仙?0.4米以上。施工期間要加強(qiáng)對(duì)集水井的管理及時(shí)抽水和觀察井內(nèi)水位變化情況。 </p><p>　?。ㄈ?qiáng)夯施工工藝 </p><p>　　經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐積累，工程工作者對(duì)動(dòng)力排水固結(jié)法中強(qiáng)夯施工的工藝進(jìn)行了總結(jié)，可歸納為“先輕后重、少擊多遍、逐級(jí)逐層加固”。具體操作為遵循循序漸進(jìn)的指導(dǎo)思想，在開(kāi)始夯擊時(shí)使用

18、較低夯能在使表層土加固之后，然后增大夯能進(jìn)而使得夯擊層次加深，從而有效地保證了施工效果，加速排水固結(jié)過(guò)程。在這個(gè)總體指導(dǎo)原則的基礎(chǔ)上還要綜合考慮到夯擊遍數(shù)、夯擊點(diǎn)的布置、兩次夯擊之間的時(shí)間間隔等具體因素對(duì)施工效果的影響。為保證軟土地基的加固效果，夯擊遍數(shù)一般是點(diǎn)夯2-4遍，滿夯1-2遍。夯點(diǎn)間距一般取 6-7m，夯點(diǎn)布置可按正三角形、正方形或梅花點(diǎn)形布置，夯擊應(yīng)采用跳夯方式或搭接方式。兩次夯擊時(shí)間間隔一般為4-8天。 </p>

19、;<p>　　結(jié)語(yǔ)：軟弱地基的處理在各項(xiàng)施工中越來(lái)越重要，作為軟弱地基加固處理最常使用的方法，動(dòng)力排水固結(jié)法具有不可取代的優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)動(dòng)力排水固結(jié)法以及其施工工藝的注意事項(xiàng)進(jìn)行了論述，希望能對(duì)今后的軟弱地基施工有一定的幫助。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]范炳娟，陳志民，梁繼龍，強(qiáng)夯法加固軟土地基的作用機(jī)理及