发布时间:2023-10-14
强夯法是一种经济高效、节能环保的地基处理方法。强夯法加固地基可提高地基强度、降低压缩性、消除湿陷性、提高抗液化能力。我国自1975 年开始介绍并引进强夯技术,1978 年左右开始真正工程实践,距今已有40多年。
“大地巨人”从今天开始发布“中国强夯40年”系列公众号,共四期,分别给大家讲述中国强夯40多年的理论发展、技术发展、设备发展以及实践发展,供大家一起学习一起思考一起进步,也欢迎大家分享指导!
#1中国强夯40年之理论发展
1975年-2023年
本期从中国强夯40年的理论出发,总结这40多年的理论的发展过程,其中详细叙述一些重要概念,最后对目前国内规范强夯章节进行探讨。
发展过程及展望
第一阶段强夯理论的形成
强夯法应用于粗粒土和低饱和度的细粒土时被称为动力压密法;应用于高饱和度的细粒土,特别是在淤泥、淤泥质土和泥炭土等软黏土地基时称动力固结法。
强夯加固非饱和土:
强夯加固多孔隙、粗颗粒含量高、非饱和地基是基于动力压密理论,冲击型动力荷载在瞬间使土体中孔隙体积缩小、土体密实,承载力提高。
强夯加固饱和土:
强夯加固多孔隙、粗颗粒的非饱和无黏性土时,在强夯能量作用下,气体体积首先被压缩,孔隙水排除,超孔隙水压力减少,在强夯瞬间,会发生有效压缩沉降。当夯击反复进行时,土颗粒发生相对位移,进一步挤密,由紊乱状态进入稳定状态,孔隙大小亦达成比较均匀状态,超孔隙水压力消散,土体重新稳定,承载力提高。
第二阶段
第二阶段强夯理论的拓展
高能级强夯加固原理:
单击夯击能在6000kN·m以上的强夯是高能级强夯,其有效加固深度在10m以上。
随着工程实践的增加,并且对某些条件下的细粒土软弱地基的处理也取得了一定的效果,于是发展成为动力固结法。
但是低能级强夯不能满足大型基础设施建设和沿海填海造陆工程的要求,所以高能级强夯加固理论显示出了发展的必要性。
强夯置换:
强夯置换法是采用在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料,用夯锤连续夯击形成强夯置换墩。一般用于淤泥、淤泥质黏土等软弱土层和黏性饱和粉土、粉砂地基。
强夯和强夯置换的区别主要在于:有无填料;填料与原地基土有无变化;静接地压力大小;是否形成墩体(比夯间土明显密实)。有填料而且填料好,夯锤静接地压力≥80 kPa,形成密实的置换墩体,上述 4 个条件同时满足才能称为强夯置换。
大地巨人江西某项目强夯置换墩实测图片
第三阶段
第三阶段按变形控制思想
地基变形计算:
地基的变形计算有分层总和法和应力扩散法,分层总和法适用于地基土相对均匀,基岩埋深较深的地基类型;应力扩散法适用于上硬下软明显分为两层(压缩模量比值较大,且上层地基的压缩模量较大)的地基土。
复合地基:
结合多种其他工艺、设备和方法进行的地基处理方法,包括工艺爆炸强夯法、电渗强夯法、孔内深层强夯法、地基夯实动力打桩工法、旋转夯锤式强夯、锥(球)形锤强夯、液压高速夯实法、水下强夯法等。
对国内规范强夯章节的探讨
当前应用强夯法处理地基的工程范围极广,但各行业、地方规范标准对于强夯地基处理的要求不尽相同各有侧重点。就国内现行的关于强夯章节特点的几个重要规范标准进行探讨。
(1)《建筑地基处理技术规范》(GJG 79—2012):将强夯置换地基变形计算分为两个部分,即“墩变形+应力扩散法”。
(2)《复合地基技术规范》(GBT 50783—2012):强夯置换的理论和技术更加明晰,将强夯置换墩长突破到11 m,最高能级达到18000 kN·m。
(3)《钢制储罐地基处理技术规范》(GBT 50756—2012)将强夯施工能级首次提高到18000 kN·m。
(4)《上海市地基处理技术规范》(DG/TJ 08— 40—2010)国内规范中首次提出降水强夯法。
(5)《高填方地基技术规范》(GB 51254—2017) 对分层强夯做出明确要求,并对工作面搭接的强夯做出要求。
(6)《吹填土地基处理技术规范》(GB/T 51064— 2015)明确强夯法包括强夯置换法和降水强夯法。
(7)《建筑地基检测技术规范》(JGJ 340—2015):强夯地基的检测提出多种方法综合判断的要求。