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2023-08-21
压实和夯实地基的技巧
【摘要】：新的《地处规范》在这一节中除了保留原强夯法和强夯置换法并归类为夯实地基外，增加了压实地基。未经检验，且不符合质量要求的压实填土，不得作为建筑地基持力层。表5.10-3 压实填土地基压实系数控制值注：地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压实系数不应小于0.94。
新的《地处规范》在这一节中除了保留原强夯法和强夯置换法并归类为夯实地基外，增加了压实地基。
1.压实地基
《地处规范》指出：压实地基系指利用平碾、振动碾、冲击碾或其他碾压设备将填土分层密实处理的地基。压实填土适用处理大面积填土地基。地下水位以上填土，可采用碾压法和振动压实法，非黏性土或黏粒含量少、透水性较好的松散填土地基宜采用振动压实法。
《地处规范》指出：以压实填土作为建筑地基持力层时，应根据建筑结构类型、填料性能和现场条件等，对拟压实的填土提出质量要求。未经检验，且不符合质量要求的压实填土，不得作为建筑地基持力层。
压实填土的质量以压实系数λc控制，并应根据结构类型和压实填土所在部位按表5.10-3中的数值确定。压实系数λc为压实填土的控制干密度ρd与最大干密度ρdmax的比值。
表5.10-3 压实填土地基压实系数控制值
注：地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压实系数不应小于0.94。
压实填土的最大干密度和最优含水量，宜采用击实试验确定，当无试验资料时，最大干密度可按下式计算
式中 ρdmax——分层压实填土的最大干密度（t/m3）；
η——经验系数，粉质黏土取0.96，粉土取0.97；
ρw——水的密度（t/m3）；
Gs——土粒相对密度（比重），无量纲；
wop——填料的最优含水量（%）。
当填料为碎石或卵石时，其最大干密度可取2.1～2.2t/m3。压实填土地基承载力特征值，应根据现场静载荷试验确定，或可通过动力触探、静力触探等试验，并结合静载荷试验结果确定；其下卧层顶面的承载力特征值应满足前述换填垫层法式（5.10-1）（5.10-2a）（5.10-2b）的要求。
【例5.10-10】 压实系数λc的定义式是什么？
（A）
（B）
（C）
（D）
答案：（C）
解答：由定义可知。
【例5.10-11】 某框架结构建筑物，地基持力层为厚度较大的素填土（主要成分为粉土），其承载力特征值fak=120kPa，不满足设计要求，拟采用分层压实方法进行地基处理。已测得素填土的最优含水量为19%，土粒相对密度为2.69。估算压实素填土的最大干密度（t/m3）与下列哪项数值最为接近？
（A）1.695 （B）1.709 （C）1.727 （D）1.741
答案：（C）
解答：根据式（5.10-9），粉土η=0.97，则
2.夯实地基
夯实地基是指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，将地基土密实处理或置换形成密实墩体的地基。可分为强夯或强夯置换处理地基。
《地处规范》指出：强夯处理地基适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯置换适用于高饱和度的粉土与软塑～流塑的黏性土地基上对变形控制要求不严格的工程。强夯置换处理地基，必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。
（1）强夯法 《地处规范》规定：强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。在缺少试验资料或经验时可按表5.10-4预估。
表5.10-4 强夯的有效加固深度 （单位：m）
注：强夯法的有效加固深度应从最初起夯面算起；单夯夯击能E大于12000kN·m时，强夯的有效加固深度应通过试验确定。
夯点的夯击次数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，并应同时满足下列条件：
1）最后两击的平均夯沉量，宜满足表5.10-5的要求，当单击夯击能大于12000kN·m时，应通过试验确定。
表5.10-5 强夯法最后两击平均夯沉量 （单位：mm）
2）夯坑周围地面不应发生过大的隆起。
3）不因夯坑过深而发生提锤困难。
夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采用点夯2～4遍，对于渗透性较差的细颗粒土，应适当增加夯击遍数。最后以低能量满夯2遍，满夯可采用轻锤或低落距锤多次夯击，锤印搭接。
两遍夯击之间应有一定的时间间隔，间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时，可根据地基土的渗透性确定，对于渗透性较差的黏性土地基，间隔时间不应少于2～3周；对于渗透性较好的地基，可连续夯击。
夯击点位置可根据基底平面形状，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.5～3.5倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。以后各遍夯击点间距可适当减小。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。
强夯处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2～2/3，并不宜小于3m。
对可液化地基，基础边缘的处理宽度，不应小于5m；对湿陷性黄土地基，应符合现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025的有关规定。
强夯地基承载力特征值应通过现场静载荷试验确定。
强夯地基变形计算应符合现行《规范》有关规定。夯后有效加固深度内土层的压缩模量应通过原位测试或土工试验确定。
（2）强夯置换法 《地处规范》规定：强夯置换墩的深度应由土质条件决定，除厚层饱和粉土外，应穿透软土层，到达较硬土层上。深度不宜超过10m。
强夯置换法的单击夯击能应根据现场试验确定。墩体材料可采用级配良好的块石、碎石、矿渣、工业废渣、建筑垃圾等坚硬粗颗粒材料，且粒径大于300mm的颗粒含量不宜超过30%。
夯点的夯击次数应通过现场试夯确定，并应满足下列条件：
1）墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长；
2）累计夯沉量为设计墩长的1.5～2.0倍；
3）最后两击的平均夯沉量可按表5.10-5确定。
墩位布置宜采用等边三角形或正方形。对独立基础或条形基础可根据基础形状与宽度相应布置。
墩间距应根据荷载大小和原状土的承载力选定，当满堂布置时，可取夯锤直径的2～3倍。对独立基础或条形基础可取夯锤直径的1.5～2.0倍。墩的计算直径可取夯锤直径的1.1～1.2倍。
墩顶应铺设一层厚度不不于500mm的压实垫层，垫层材料宜与墩体材料相同，粒径不宜大于100mm。
强夯置换设计时，应预估地面抬高值，并在试夯时校正。
强夯置换法试验方案的确定，应符合“强夯法”的规定。检测项目除应进行现场静载荷试验和变形模量检测外，尚应采用超重型或重型动力触探等方法，检查置换墩着底情况，以及地基土的承载力与密度随深度的变化。
确定软黏性土中强夯置换地基承载力特征值应通过现场单墩静载荷试验确定；对饱和粉土地基，当处理后形成2.0m以上厚度的硬层时，其承载力可通过现场单墩复合地基静载荷试验确定。
强夯置换地基的变形计算宜按单墩静载荷试验确定的变形模量计算加固区的地基变形，对墩下地基土的变形可按置换墩材料的压力扩散角计算传至墩下土层的附加应力，按现行《规范》的有关规定计算确定；对饱和粉土地基，当处理后形成2.0m以上厚度的硬层时，可按复合地基变形计算的有关规定确定。
【例5.10-12】 某新建大型企业厂房场地，经岩土工程勘察，地表为耕植土，层厚0.8m；第二层为粉砂，松散，层厚为6.5m；第三层为卵石，层厚为5.8m。地下水位埋深2.0m。考虑用强夯加固地基，为进行现场试验，设计锤重与落距下列哪组数据最合适？
（A）100kN，15m （B）100kN，10m （C）200kN，15m （D）200kN，10m
答案：（D）
解答：对于粉砂，需要的加固深度为6.5m。
由表5.10-4可以查得对于粗颗粒土所需要的单击夯击能为2000kN·m。
因此，200kN×10m=2000kN·m，即分别选择200kN的锤重与10m的落距最合适。
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2023-06-20
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