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保定强夯法与强夯置换法的区别与联系  2018-05-21

  1  规范的规定
  强夯强夯置换是一种经济高效的地基处理方法。强夯法加固地基的原理如图1所示,即反复将80~400kN的锤(最重的达2000kN)起吊到8~25m高处(最高的达40m),而后自由落下,其动能在土体中转化成很大的冲击波和高应力,从而提高地基强度,降低压缩性,消除湿陷性,改善其抵抗振(震)动液化的能力等。同时,强夯法可提高土层的均匀性,减少工后差异沉降。
  首先讨论强夯法和强夯置换法的概念,这在不同的规范中均有提及。
  《建筑地基处理技术规范》[1]规定中2.1.7强夯法:反复将夯锤提到高处使其自由落下给地基以冲击和振动能量,将地基土夯实的地基处理方法。2.1.8强夯置换法:将重锤提到高处使其自由落下形成夯坑,并不断夯击坑内回填的砂石、钢渣等硬粒料,使其形成密实的墩体的地基处理方法。从以上术语中可以看出,好像强夯和强夯置换在施工过程中的区别是“强夯置换不断夯击坑内回填的砂石、钢渣等硬粒料”,施工结果是“形成密实的墩体”。那么施工过程中,是否夯坑中不断填料了,就是强夯置换?强夯过程中不填料?施工结果中,有密实墩体了就是强夯置换?强夯夯点能不能也形成密实墩体?
  也有些资料认为,使用柱锤的是强夯置换,使用平锤的是强夯,那么与地基性状、与填料有关系吗?带着一系列问题继续探讨。
  《建筑地基处理技术规范》[1]规定:6.3.1强夯锤质量可取10~40t,其底面形式宜采用圆形或多边形,锤底面积宜按土的性质确定,锤底静接地压力值可取25~40kPa,……。强夯置换锤底静接地压力值可取100~200kPa。正在修编的《建筑地基处理技术规范》6.2.3条规定:强夯锤质量可取10~60t,其底面形式宜采用圆形或多边形,锤底面积宜按土的性质确定,锤底静接地压力值可取25~80kPa,单击夯击能高时取大值,单击夯击能低时取小值……6.2.5条:强夯置换锤底静接地压力值宜大于80kPa。
  新编的国标《复合地基技术规范》:13.3.1强夯置换锤底静接地压力值可取80~300kPa。
  从这些规定可以看出,虽然用词为“可”或“宜”,但有一个观点是相同的,那就是强夯置换夯锤的静接地压力大于80kPa(80kPa是否合理暂不讨论,需要说明的是这里所讲的强夯和强夯置换的夯锤均为平底,不包括橄榄形锤或者子弹头锤等)。
  2  强夯与强夯置换区别
  强夯和强夯置换的区别在哪里?通过以上相关规范规定解读,可以知道两者区别主要在于:①有没有填料?②填料好不好(与原地基土比有无变化);③静接地压力大不大(≥80kPa)?④是否形成墩体?(比夯间土明显密实)。
  以上4个条件之间应该是“且”的关系,只有同时满足以上4个条件才算是强夯置换,如填土地基,强夯施工过程中因夯坑太深时(影响施工效率和加固效果),或提锤困难时(夯坑坍塌或有软土夹层吸锤),都可以或应该填料,这是强夯。强夯也可以填料,不是填料一次就是强夯置换了。也不是夯一锤填一次,可以是夯几锤填一次。对于采用柱锤强夯来说,满足接地静压力是很容易的,因为柱锤直径大多在1.1~1.6m;对于平锤,只有在锤重超过一定重量时可以满足锤底接地静压力要求,且同时满足其他3个条件后的平锤施工才是强夯置换。
  需要说明的是,强夯和强夯置换之间没有一条不可逾越的鸿沟,而是一个大工艺条件下针对难度相对较大不同地质条件不同设计要求下的两个产品,强夯置换是施工且要求形成置换墩的一个工艺。在很多实际工程中不能简单地理解为强夯置换就是强夯用于加固饱和软黏土地基的方法。澄清概念的主要目的是为了保证强夯置换的加固效果,避免用一个大扁锤(静接地压力很小)来施工强夯置换,是很难形成“给力”的强夯置换墩的。《建筑地基处理技术规范》[1]中的最高能级是8000kN·m,其倡导的概念是通过缩小锤底面积增加静压力来加强强夯置换的效果。随着目前工程界强夯能级的不断提高,18000kN·m的强夯和强夯置换已经有多个工程的经验,较大锤底面积的强夯置换工程也越来越多。而且,工程实践表明,当能级超过8000kN·m后,适当增大锤底面积对置换墩长度有利。

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