强夯法与深层搅拌桩地基加固技术的应用

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　　摘要：随着我国经济的发展，工程建设的数量与规模发展迅速，地基基础的施工技术和组织管理水平有了较大的提高。但是工程实践中发生的各类地基基础问题及工程事故也不断增多，为此我们必须正视地基加固技术的应用。本文探讨了强夯法与深层搅拌桩法在地基加固中的应用并加以比较。
　　摘要：强夯法；深层搅拌桩法；基地加固
　　一、前言
　　 目前国内外地基处理的方法很多，主要的地基处理方法包括:换填法、预压法、强夯法、振冲法、土和灰土挤密桩法、砂桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、深层搅拌法以及高压喷射注浆法等。这些地基处理方法的作用机理不同，且在不断发展中，每一种地基处理方法都有其各自的使用范围和一定的局限性。有时为了综合各种地基处理方法的优点，需要在一个工程中综合运用多种地基处理方法，这些地基处理方法就构成了复合地基处理。复合地基处理可以综合单种地基处理的优点，消除其不足之处，取得良好的加固效果，从而扩大工程建设选址的范围，获得良好的经济效益。强夯法和深层搅拌桩法是目前应用相对比较广泛的地基加固方法，下面分别加以分析。
　　二、强夯法地基加固技术的优点与施工方法
　　1、强夯法地基加固技术的优点
　　 强夯法是一种地基加固方法，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6～30 m（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。经过几十年来的实践,目前已广泛用于素填土、碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土地基的处理。强夯法处理地基的的优点有： (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方法
　　 正式施工前，首先应根据强夯设计的要求对地基进行勘察，其次在有条件的情况下，可通过室内动力固结试验测得土的性质指标。如无条件，可通过现场实验性施工，用以确定强夯施工诸参数。对于地下水位较深的填土地基，可以不铺砂直接施行强夯。而对于地下水位较高的饱和粘性土与易于液化流动的饱和砂质土，则需要先铺砂才能进行强夯，否则土会发生流动。地表面铺砂后形成硬层，一是为了能支承起重设备，并便于夯击能的扩散，二是为了加大地下水与地表面的距离。预铺砂的厚度一般为0.5一2.0m左右。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2一3m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、深层搅拌桩法地基的优点与施工方法
　　 水泥土深层搅拌法是用于加固地基的另一种形式是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。它是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理一化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量。深层搅拌桩法地基的优点：①水泥土搅拌法由于将固化剂和原地基软土就地搅拌混合，因而最大限度地利用了原土，无须开采原材料，大量节约资源;②搅拌时不会使地基侧向挤出，对周围原有建筑物的影响很小;③按照不同地基土的性质及工程设计要求，可以合理选择固化剂及其配方，设计比较灵活。如果事先加以混合，可以同时喷射两种以上的混合加固材料;④施工时无振动、无噪声、无污染，可在市区内和密集建筑群中进行施工;⑤土体加固后重度基本不变，对软弱下卧层不致产生附加沉降;⑥与钢筋混凝土桩基相比，节省了大量的钢材，并降低了造价;⑦根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固型式。⑧施工速度快，国产的深层搅拌桩机每台班可成桩100一150m。人工成孔夯实水泥土桩的速度更快，日本的深层搅拌船每小时可加固土90m3以上。
　　2、深层搅拌桩法地基的施工方法
　　 首先，做好施工准备工作，对于重要的工程做试桩，检测工作完成后，修正设计和施工参数。施工参数包括输浆量、输浆速度、走浆时间(灰浆自泵出至到达喷浆口的时间)、来浆时间(浆液从喷浆口喷出的时间)、停浆时时间(根桩规定使用的浆液全部喷入土中的时间)、总的喷浆时间(停浆时间和来浆时间的时间差)、搅拌轴提升速度，同时要决定采用何种施工工艺流程和复搅次数以及复搅浆量等。施工中宜用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在0.4一0.6MPa。并应使搅拌提升速度与输浆速度同步，并控制喷浆和搅拌提一升速度，误差不得大于士10cm/min。同时避免溢浆。搅拌桩施工场地的土层情况有时与工程地质报告有所出入，既定的工艺不一定适合整个场地情况。因此应作好相应的变化措施。搅拌机施工用的灰浆泵虽是定量泵，但泵的新旧程度、浆液的稠度以及输浆管长度与高度都会使泵送量略有变化，为使每根桩所用的固化剂总喷浆时间不变，在施工过程中应根据泵送量的变化调整浆液的水灰比。如泵送量增大时，略增大水灰比;泵送量减少时，略降低水灰比，虽然水灰比对桩身强度会有影响，但相对于其它因素来看是微小的。搅拌桩的垂直度偏差不得超过1，5%。，桩位偏差不得大于501nrn，桩径误差不得大于4%。可通过复喷复搅的方法达到桩身强度为可变参数的方法。搅拌次数以1次喷浆2次搅拌或2次喷浆4次搅拌为宜，最后1次提升搅拌宜采用慢速提升。当喷浆口到达桩顶标高时，宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头的均匀密实。
　　四、结语
　　 强夯法加固地基设备简单，加固效果好，非常适应于浅层加固。但强夯法处理地基时，对地基土质也有一定的要求。深层搅拌法适用于加固淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土等软土地基，施工时无振动、无噪声、无污染，设备简单、施工容易且施工工期短，一般适用于淤泥、淤泥质土、粉粘土或粉土等地质，两种处理地基的方法各有利弊，各有适用范围，工程实践中要根据具体情况具体应用。
　　参考文献：
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　　4、龚晓南.复合地从理论及工程应用.，建筑工业出版社，2002.

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