表面夯實(shí)法

也稱動(dòng)力固結(jié)法,利用起吊設(shè)備,將10～25噸的重錘提升至10～25米高處使其自由下落，依靠強(qiáng)大的夯擊能和沖擊波作用夯實(shí)土層。強(qiáng)夯法主要用于砂性土、非飽和粘性土與雜填土地基。對(duì)非飽和的粘性土地基，一般采用連續(xù)夯擊或分遍間歇夯擊的方法；并根據(jù)工程需要通過現(xiàn)場試驗(yàn)以確定夯實(shí)次數(shù)和有效夯實(shí)深度?，F(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)表明：在100～200噸米夯實(shí)能量下，一般可獲得3～6米的有效夯實(shí)深度。

1970年后，采用強(qiáng)夯法處理地基的工程日益增多。其顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，引起工程建設(shè)部門的普遍重視。但強(qiáng)夯施工時(shí)的噪聲和振動(dòng)影響較大，在人群和建筑物密集的地方不宜使用。

將振動(dòng)機(jī)械置于地基表面進(jìn)行一定時(shí)間的振動(dòng),利用其激振力在土中產(chǎn)生的剪切壓密作用,使一定深度內(nèi)的土均勻增密，從而改善地基的力學(xué)性能。它適用于處理砂性土及松散性雜填土（爐灰、爐渣、碎磚瓦等）。

1960年以來,中國研制成一種激振力為100千牛，自重2噸、振動(dòng)加速度為0.2ɡ（ɡ為重力加速度）的自行式振動(dòng)壓密機(jī),振動(dòng)密實(shí)厚度約1.2米,容許承載力可達(dá)120千牛/米2以上，而且具有良好的抗震性能。還有一種為滾筒式振動(dòng)壓碾機(jī)，振動(dòng)力為300千牛,自重為13～15噸，變頻范圍為21.7～35赫，它由拖拉機(jī)牽引，邊振動(dòng)，邊壓碾；適用于山區(qū)的粘土夾碎石、巖石碎塊等填土地基。碾壓后的密實(shí)厚度為0.7～1.3米,容許承載力可達(dá)130～300千牛/米2。2100433B

20世紀(jì)50～60年代開始，中國在西北和華北等地區(qū)廣泛采用此法處理厚度較薄的濕陷性黃土地基。錘重為2～3噸，錘底直徑為1.0～1.5米。借助起吊設(shè)備，將重錘提升至4～6米高處使其自由下落，對(duì)基坑（槽）內(nèi)預(yù)留的一定厚度的表層土進(jìn)行夯擊。在同一夯位夯擊8～12次，可獲得1～2米的有效夯實(shí)深度。

在粘性土和雜填土地基上進(jìn)行重錘表層夯實(shí)時(shí)，應(yīng)在土的含水量符合或接近最佳含水量的條件下，夯至控制下沉量為止。 控制下沉量系指在同一夯位夯擊最后2次的平均下沉量:對(duì)粘性土和雜填土地基為1～2厘米;對(duì)砂性土地基為0.5～1厘米。

重錘夯實(shí)法表層夯實(shí)法

又稱重錘表面夯實(shí)法。錘重一般為20～40kN，落距3～5m。錘重與錘底面積的關(guān)系應(yīng)符合錘底面上的靜壓力為15～20kPa的要求。適用于夯實(shí)厚度小于3m、地下水位以上0．8m左右的稍濕雜填土、粘性土、砂性土、濕陷性黃土地基。由于錘體較輕、錘底直徑和落距較小，產(chǎn)生的沖擊能也較小，故有效夯實(shí)深度不大，一般為錘底直徑的一倍左右。

1、夯實(shí)機(jī)具

主要有起重機(jī)和夯錘。起重機(jī)使用帶有摩擦式卷筒的起重機(jī)或其他起重設(shè)備將錘吊起。錘的形狀為截頭圓錐體，使用鋼筋混凝土制作，其底部為鋼板，錘體內(nèi)充填廢鐵以使重心降低。

2、夯實(shí)寬度

基坑夯實(shí)寬度應(yīng)大于基礎(chǔ)底面尺寸。基坑每邊應(yīng)比設(shè)計(jì)寬度加寬不小于0．3m進(jìn)行夯實(shí)。 預(yù)留土層厚度 夯實(shí)前，基坑底面標(biāo)高應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高(預(yù)留夯實(shí)土層)。預(yù)留夯實(shí)土層厚度等于試夯時(shí)的總下沉量加5～10cm。

3、最佳含水量

夯實(shí)應(yīng)在最佳含水量條件下進(jìn)行，最佳含水量由室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)求得。當(dāng)土的天然含水量小于最佳含水量的2%以上時(shí)，應(yīng)向基坑加水至最佳含水量，基坑浸水一晝夜后方可夯實(shí)。當(dāng)土石含水量過大時(shí)，可在其上鋪設(shè)順?biāo)牧先绺赏?、生石灰、碎磚等或換土。

4、夯實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

通過試夯確定夯擊遍數(shù)。當(dāng)最后兩遍的平均夯沉量不超過以下數(shù)值時(shí)停夯：粘性土和濕陷性黃土1．0～2．0cm；砂性土0．5～1．0cm。分層夯實(shí)填土?xí)r，每層虛鋪土厚度應(yīng)通過試夯確定，一般相當(dāng)于錘底直徑。

5、夯實(shí)順序

在條形基坑和大面積基坑內(nèi)夯擊時(shí)，按一夯挨一夯順序進(jìn)行。在獨(dú)立柱基基坑內(nèi)夯實(shí)時(shí)，一般采用先周邊后中間或先外后里的順序進(jìn)行。

重錘夯實(shí)法強(qiáng)力夯實(shí)法

當(dāng)錘重為80～300kN，落距為6～25m，單次夯擊能量大于800kN·m，用于處理雜填土、碎石土、砂性土和稍濕的粘性土?xí)r稱為“強(qiáng)力夯實(shí)法”，簡稱“強(qiáng)夯法”；用于處理飽和粘性土?xí)r稱為“動(dòng)力固結(jié)法”。強(qiáng)力夯實(shí)法可大幅度提高地基強(qiáng)度，降低地基可壓縮性，改善地基抵抗振動(dòng)液化的能力和消除濕陷性地基的濕陷現(xiàn)象。由于錘重和落距較大，產(chǎn)生的沖擊能也較大，故有效夯實(shí)深度亦大，最大已達(dá)10余米。

1、夯擊參數(shù)

包括單點(diǎn)夯擊能和最佳夯擊能。

(1)單點(diǎn)夯擊能。等于錘重×落距。按公式H=α(Qh/10)1/2計(jì)算。式中H為夯擊土層厚度，m；Q為錘重，kN；h為落距，m；α為修正系數(shù)，一般取0．5～0．6。

(2)最佳夯擊能。在夯擊能作用下，地基中出現(xiàn)的孔隙水壓力達(dá)到土的自重壓力時(shí)為最佳夯擊能。最佳夯擊能的確定，對(duì)于粘性土，根據(jù)孔隙水壓力的疊加值確定；對(duì)于砂性土，根據(jù)最大孔隙水壓力增量與夯擊能的關(guān)系曲線確定(孔隙水壓力增量隨夯擊能增加而逐漸趨于定值時(shí))。

2、夯實(shí)機(jī)具

主要包括夯錘、起重機(jī)和脫鉤裝置。

(1)夯錘。錘重根據(jù)處理土層的厚度、錘底面積和落距確定。夯錘可用鑄鋼制成，也可用鋼殼內(nèi)填混凝土作成，形狀為方形或圓形，底面尺寸根據(jù)土類確定：砂性土和碎石土采用2～4m²；粘性土采用3～4m²。

(2)起重機(jī)。使用履帶式的。國外制作出專用的三角架和輪胎式強(qiáng)夯機(jī)，可吊400kN夯錘，落距可達(dá)40m。當(dāng)錘重不超過起重機(jī)的卷揚(yáng)機(jī)起吊能力時(shí)，夯擊工藝可采用單纜錘擊法。

(3)脫鉤裝置。當(dāng)錘重超過起重機(jī)的卷揚(yáng)機(jī)起吊能力時(shí)，不能采用單纜錘擊法施工，這時(shí)可利用滑輪組和借助脫鉤裝置來起落夯錘。將夯錘掛在脫鉤裝置上，起重機(jī)將夯錘吊到規(guī)定高度，利用脫鉤器使夯錘自由下落。

3、夯擊施工

主要包括夯擊范圍、夯點(diǎn)布置、夯擊遍數(shù)和間歇時(shí)間。

(1)夯擊范圍。一般略大于建筑物的范圍，通常寬出尺寸為(0．5～1．0)H(H為所需夯實(shí)土層的厚度)。

(2)夯點(diǎn)布置。夯點(diǎn)之間必須保持一定距離。飽和軟粘土必須多遍夯擊，前幾遍是間隔夯，最后一遍是低能量滿夯，其落距為2～4m。

(3)夯擊遍數(shù)。一般為1～8遍。粗顆粒土夯擊遍數(shù)可少些，細(xì)顆粒土夯擊遍數(shù)可多些。國內(nèi)常用2～3遍。

(4)間歇時(shí)間。強(qiáng)夯飽和粘性土?xí)r必須等待孔隙水壓力消散后，方可進(jìn)行下一遍夯擊作業(yè)。由于飽和粘性土中孔隙水壓力消散需要時(shí)間比較長，故間歇時(shí)間不能小于4周。

(5)夯擊效果檢驗(yàn)?？刹捎门詨涸囼?yàn)、靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等原位測試方法檢驗(yàn)夯實(shí)效果。

重錘夯實(shí)法于上世紀(jì)40年代首創(chuàng)于蘇聯(lián)，用于處理厚度較小的濕陷性黃土地基。中國于50年代引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，主要在西北和華北地區(qū)用于處理淺層濕陷性黃土和雜填土地基。強(qiáng)力夯實(shí)法在本世紀(jì)60年代由法國麥納德技術(shù)公司首創(chuàng)，由于方法簡單、經(jīng)濟(jì)、施工快，所以很快就傳播到世界各國，在幾十個(gè)國家近千項(xiàng)工程中得到應(yīng)用。中國于70年代末開始進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)法試驗(yàn)研究，并在數(shù)百項(xiàng)工程上正式使用成功，均取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。