浅谈地基加固技术
2015-06-03
强夯法处理地基是上世纪60年代末由法国梅纳德（Ménard）技术公司首先创用的。强夯施工方法具有施工机具简单，施工方便，加固地基效果显著，适用范围广泛，能缩短工期和降低工程造价等优点。强夯法在开始时仅用于加固砂性土和碎石土地基，经过几十年的应用与发展，通过改进施工方法和改善地基土的排水条件，强夯法逐渐适用于加固从砾石到粘性土的各类地基。在我国强夯法用来加固碎石土、砂土、粘性土、杂填土及湿陷性黄土等地基土。
1 强夯法加固地基在建筑施工应用
（1）一般情况下夯锤重可取10-20t。其底面形式宜采用圆形。锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力值可取25-40kPa，对于细颗粒土锤底静压力宜取小值。锤的底面宜对称设若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取250-300mm。
（2）强夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其它安全措施，防止落锤时机架倾覆。
（3）当地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料。夯坑内或场地积水应及时排除。
（4）强夯施工前，应查明场地内范围的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因强夯施工而造成破坏。
（5）当强夯施工所产生的振动，对邻近建筑物或设备产生产生有害的影响时，应采取防振或隔振措施。
（6）强夯施工可按下列步骤进行：1）清理并平整施工场地；2）标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；3）起重机就位，使夯锤对准夯点位置；4）测量夯前锤顶高程；5）将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；6）按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击； 重复步骤3）至6），完成第一遍全部夯点的夯击；7）用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；8）在规定的时间间隔后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。
（7）强夯施工过程中应有专人负责下列监测工作：1）开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求；2）在每遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差和漏夯应及时纠正；3）按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯沉量。
（8）施工过程中应对各项参数及施工情况进行详细记录。
2 地基处理的其他方法
2.1 换填垫层法
当地基的承载力和变形不能满足建筑物的要求，且较软土层不厚时，可以将基础以下的部分或全部软弱土层挖掉，换填强度高、压缩性小、透水性良好的材料，这种地基处理法成为换填垫层法。
采用换土垫层能有效地解决中小型工程的地基处理问题，其优点是能就地取材，施工简便，工期短，造价低。它常用于处理软弱地基，也可用于处理湿陷性黄土地基和膨胀土地基。从经济合理角度考虑，换土垫层法一般只用于处理浅层地基。
换填材料应选强度高、压缩性小、透水性良好，比较容易密室，而且来源丰富的材料。一般选用砂土、粉质黏土、各种工业废渣等。
施工时，应根据设计的垫层宽度、厚度。挖除软弱土层，分层回填换填材料，机械压实。粉质黏土、灰土等宜采用平碾、振动碾或羊足碾，中小型工也可采用蛙式打夯机等夯实法；砂石宜采用振动碾压。施工时还应注意以下问题。
（1）挖除软土时应避免坑底土扰动，可保留200mm厚土层在铺填换土前挖除。
（2）垫层底面宜在同一标高上，如深度不同，基坑底土应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序施工，搭接处应夯压密实。
（3）粉质黏土、灰土分段施工时，不得在墙角及承重墙下接缝，上下两层的接缝距离不小于500mm。
（4）土应拌合均匀并应当日回填夯压。粉土夯压密实后3d内不得受水浸泡。
2.2 重锤夯实法
重锤夯实法是利用起重机将夯锤提升到一定高度，然后自由落锤，利用重锤下落的冲击力夯打击实地基。
重锤夯实法一般适用于各种黏性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土等，要求拟加固定体至少高出地下水位线0.8m以上，同时要求夯实加固对周围建筑的影响在允许范围之内。
重锤夯实的效果与锤重、落距、锤底直径、夯实遍数以及土的含水量有关。常用的夯锤质量不小于15t，锤底直径为0.7～1.5m，落距为2.5～4.5m，重锤夯实的影响深度大致相当于夯底直径，因此，在分层夯实时，每层铺土厚度大致等于夯底直径，夯击遍数为6～8遍。
2.3 排水固结法
排水固结法常用于天然地基，或先在地基中设置砂井，是利用建筑物本身的种类或分级加载等形式，是土体中的空隙水排出，是土体固结的地基处理方法。目前常用的方法有砂井堆载预压法、塑料排水板法、真空预压法等。
（1）砂井堆载预压法实在预压层面的表面铺砂层，并用砂井穿过软土层，砂井直径一般为300～400mm，间距为砂井直径的6～9倍。袋装砂井堆载预压法是将砂先装入聚丙烯编织袋或玻璃纤维布、黄麻片、再升布等所制成的砂袋中，再将砂袋至于井中。井径一般为70～120mm，间距为1.5～2.0m。此法不会产生缩颈、短颈现象，透水性好，施工速度快。
（2）塑料排水板法。是将塑料排水板带用插板机插入软土层中，组成垂直和水平排水体系，表面砂垫层上覆盖一层不透气的塑料薄膜或橡胶布，四周密实，与大气隔绝，然后用真空设施进行排气，使土中空隙水产生负压力，将土中的水和空气逐渐吸出，从而使土体固结。为了加速排水固结，可用塑料排水板带等构成竖向排水系统。
先将带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，然后拔出管，再在桩孔中灌入砂石、素土、灰土等填充材料进行捣实，这种方法最适用于加固松软饱和土地基，其原理就是挤密土壤，排水固结，以提高地基的承载力，所以也成为挤密桩法。
3 结语
地基处理后，建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求，并在施工期间进行沉降观测，必要时尚应在使用期间继续观测，用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。
