某工程强夯地基失效原因分析与探讨.docx

某工程强夯地基失效原因分析与探讨 周春正 袁文雷 王凡勇摘要：采用強夯法处理地基以其施工速度快、施工费用低且适用性广等优点被广泛应用大量工程实例证明，强夯加固地基一般均能取得较好的效果，但如果盲目施工将会取得不良效果本文通过某工程强夯地基失效，对其原因进行分析，探讨了土的含水率及土的性质对强夯效果的影响关键词：强夯；地基失效；粘性土1 工程概述1.1 工程概况拟建某住宅楼为地上11层，地下1层，楼长为45m，宽为15.7m，局部宽约12.5m拟建楼为框架结构，基础埋深6m设计采用强夯法对地基土进行加固处理1.2场地地质条件场地地貌为河流冲洪积平原，地势相对平坦，地面高程36.86－37.09m，最大高差0.32m基坑开挖深度为6m，6m以下土层均为第四系全新统冲洪积堆积物，主要为粘性土、粉土及砂土，自上而下简述如下：④粉质粘土：可塑～硬塑，层厚1.9～2.3m；④1粉土：中密，层厚1.5～1.8m；⑤粉质粘土：可塑～硬塑，层厚1.7～1.9m；⑤1中砂：中密，层厚1.1～1.6m；⑥粉土：中密，层厚1.4～1.8m；⑦层粉质粘土：可塑～硬塑，层厚2.1～2.6m场地地下水为第四系孔隙潜水，勘察期间，从钻孔中测得地下水稳定水位埋深7.1～7.4m，水位标高29.7m。

1.3强夯设计设计要求地基持力层经强夯处理后地基承载力特征值不小于220kPa，压缩模量不小于12.0MPa，设计强夯的有效加固深度约7m强夯点布置方式为正方形，夯点间距为3.3m，排距为3.3m，基础边缘外加一排夯点主夯夯击能为3000kN•m，遍夯夯击能为1000kN•m1.4强夯法的加固原理借助于动力固结理论，即巨大的冲击能量在土中产生很大的应力波，破坏了土体原有的结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利逸出，待超孔隙水压力消散后，土体固结由于细粒土的触变性，强度得到提高2 问题的提出及原因分析在强夯结束15天后，按有关规定做了平板载荷试验，检测出的地基承载力特征值为120～130kPa，不能满足设计要求强夯前采用平板载荷试验检测出的地基承载力为160～170 kPa，强夯后地基承载力没提高反而降低了，原因何在？经过对强夯施工及地质条件分析，我们认为造成地基承载力降低的主要原因有以下方面：2.1施工因素强夯施工时基坑开挖过深，地下水位较高：本工程强夯前基坑开挖深度为6m，直接挖到持力层，坑底为④层粉质粘土，水位埋深约1.4m另外施工时选用的单击夯击能过大（单击夯击能为夯锤重与落距的乘积），不公浪费能源，相应也增加贯用，而且由于④层粉质粘土含水量较大，加上地下水位较高，强夯时破坏了土体，形成现橡皮土，降低了强度。

2.2地层因素（1）地基土层含水率对强夯效果影响强夯的实质是通过巨大的夯击能量对土体进行强力夯实，使土体颗粒之间的空隙减小，干密度增加，从而提高土体强度土体中含水率的大小决定了土体颗粒之间位移的难易程度，当含水率达到最优含水率时，击实效果最好有关规范规定，当强夯时含水率接近最优含水率（即塑限含水率–（1%～3%）或者0.6液限含水率）时，强夯效果最好强夯后在有效加固深度内采取土样进行室内试验，并进行标准贯入试验，测试指标和夯前对比如下表：层号 项目对比 含水率(%) 天然密度(g/cm3) 干密度(g/cm3) 孔隙比e 饱和度(%) 液限(%) 塑限(%) 压缩模量(%) 标贯击数(击)④ 夯前 22.1 1.98 1.62 0.645 93 31.3 18.5 7.78 6.3夯后 25.1 1.95 1.56 0.710 96 32.2 19.5 5.93 5.2④1 夯前 21.5 1.96 16.1 0.640 91 26.4 17.1 8.66 8.5夯后 24.7 2.01 16.1 0.652 98 30.7 18.2 7.07 7.0⑤ 夯前 22.3 1.97 1.61 0.656 93 32.9 19.0 7.00 8.0夯后 23.0 1.99 1.61 0.661 95 36.9 20.5 4.44 9.4⑤1 夯前 — — — — — — — — 19.1夯后 — — — — — — — — 20.0⑥ 夯前 22.5 1.95 1.59 0.663 92 26.5 16.9 10.73 11.8夯后 23.4 2.02 1.64 0.617 100 26.3 16.7 17.97 14.8⑦ 夯前 21.3 1.99 1.64 0.627 92 29.8 17.9 6.68 7.6夯后 26.7 1.95 1.54 0.732 99 32.1 18.7 6.66 9.1从表中数据可以看出，上部土层初始含水率较大,强夯后土层各指标变差：④层及④1 (基坑底以下约2.8m地基土层)的压缩模量和标贯击数夯后有所降低；下部：⑤层夯后压缩模量降低，标贯击数略有提高；⑤1层标贯击数夯后提高；⑥层、⑦层压缩模量及标贯击数夯后有所提高。

2）地基土层性质对强夯效果影响本工程直接强夯④层粉质粘土，该层土渗透性较差，孔隙水压力消散较慢，在冲击能作用下，地面会立即产生沉降，形成夯坑，表面形成一层橡皮土并发生隆起，土体固结后强度明显降低3 结语（1）强夯法加固地基能提高承载力,但盲目施工将会破坏土体,降低强度2）采用强夯法加固地基时，应根据土层性质及有效加固深度确定合适的夯锤和落距如果基坑已挖至持力层且为饱和粘性土，宜采用强夯置换法进行加固处理3）强夯施工前应选择有代表性的场地进行试夯，并根据试夯结果再进行强夯设计参 考 文 献[1]陈文，曾金艳，张敏.影响强夯加固效果因素的试验研究[J].勘察科学技术,2006,(2).[2]林宗元主编.岩土工程治理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2005，53～64.[3]中华人民共和国标准.建筑地基处理技术规范[M].北京：中国建筑工业出版社,2002.注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看 -全文完-。