【正文】 L=lOm塑料排水板，正方形布置l=，L=袋裝砂井乩=lOcm，L=lOm袋裝砂井，梅花形布置dwl=，L=10m沉降(壓縮)量與固結(jié)度，卸荷回彈約lcm～4cm。較天然狀態(tài)增大31%～9l%，且以地下2m～()在O～5m深度范圍內(nèi)強度有較大的增長，達50%～125%，10m深度以下變化不大強度、變形指標(biāo)在地面以下0～6m范圍內(nèi)增長較大平均為24kPa，在0～4m深度范圍內(nèi)強度變化顯著，在0～7m深度范圍內(nèi)強度增長1倍以上含水量變化孔隙比變化降低5%減小15%降低10%0m～4m變化顯著減小15%0 4m～8m變化略小 連云港堿廠白煤堆場真空實測資料表明，10m長的袋裝砂井(k=3102cm/s)整個深度范圍內(nèi)，砂井真空平均為43kPa，是膜下真空的二分之一。因此，分塊預(yù)壓加固區(qū)面積宜盡可能大，且加固區(qū)形狀應(yīng)盡可能接近正方形，使其地基形狀系數(shù)盡可能地取大值。自重預(yù)壓法的地基適用條件及設(shè)計理論可參照堆載預(yù)壓法。當(dāng)?shù)鼗恋某休d力略低于建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)荷載而不能滿足設(shè)計要求，在建(構(gòu))筑物體形簡單，對沉降控制的要求不高，基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)有較好的剛度作保障時，可在地基中設(shè)置豎向排水體，利用建(構(gòu))筑物施工不斷加載的過程，進行地基土排水固結(jié)加固。為了使灰壩堆筑順利進行，同時也為增加灰壩的穩(wěn)定，灰壩壩體常常分級堆筑。丹麥Asndes電站用疏干后的粉煤灰(含水量w=30%～40%)成功地堆筑了一條長400m、高6m～12m的灰壩。當(dāng)場地需要吹填土?xí)r，在地基中設(shè)置排水井后，也可以利用吹填土進行有控制的分級加荷，以改善煤場及堆取料機地基的軟土性質(zhì)，如廣東珠江電廠。地基土經(jīng)排水固結(jié)加固后，淤泥土固結(jié)度達93%，地面最大沉降量為420mm，十字板剪切強度由天然狀態(tài)的15kPa增長到40kPa以上，地基承載力從原來的50kPa提高到110kPa。另外，在預(yù)壓過程中除了應(yīng)對堆取料機基礎(chǔ)進行變形觀測外，同時還應(yīng)在煤場范圍內(nèi)布置監(jiān)測點。上海、天津和浙江的鎮(zhèn)海在油罐充水預(yù)壓加固地基方面取得了一定的實踐經(jīng)驗。 鋼貯罐具有荷載大、沉降量大的特點?！渡虾５鼗A(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(DBJ )就此規(guī)定“鋼油罐地基宜采用淺埋鋼筋混凝土環(huán)基，以防止地基的局部變形和失穩(wěn)”。后者具有施工簡便、進度快、工程費用低的特點。另外，油罐基礎(chǔ)周圍地表土變形在1R的距離以內(nèi)較大，影響范圍則為2R。賈慶山同時還提出油罐基礎(chǔ)相對傾斜容許變形建議值：浮頂式為4‰～6‰，拱頂式為6‰～10‰。在滿足地基固結(jié)度和沉降量要求的前提下，減少豎向排水體的布置密度。目前，世界上已有幾十個國家的近千項工程采用此法加固地基，我國目前已有大量工程采用強夯法加固地基，被加固的地基土有松散堆積碎石土、松散砂礫、粉細砂土、粉土、黏性大、濕陷性黃土、素回填土、垃圾填土、膨脹土等。經(jīng)過強夯法處理，地基土的滲透性、壓縮性降低，密實度、承載力、穩(wěn)定性得到提高，濕陷性和液化可能性得以消除。而真正定名為淤泥質(zhì)黏土或者淤泥的土層，由于它們的含水量高，黏粒含量多，滲透性差，孔隙比大，地基承載力低，雖經(jīng)大能量夯擊，但土中不易產(chǎn)生裂隙，產(chǎn)生的超孔隙水壓力不易消散，因此加固效果差。 目前，我國強夯法應(yīng)用很廣泛，有大型廠房、民用住宅、辦公樓、機器基礎(chǔ)、塔罐貯倉、堤壩路基、飛機跑道及碼頭等。這種地表震動的強度隨著與夯點的距離的增加而減弱。地面振動波衰減迅速，其波形不存在疊加間題。 強夯振動影響也是有一定范圍的。這樣的振動對一般建筑物會造成一定的破壞。這種振動對一般單層房屋和臨時建筑不會產(chǎn)生損壞，但對正在施工的多層房屋或墻砌體強度尚較低的建筑物可能有一定損傷。這種振動除對設(shè)有精密儀器、儀表、機械、電子計算機的房屋有一定影響外，對一般建筑物均不會造成損壞。我國幅員廣闊，地質(zhì)條件復(fù)雜，星羅棋布的電力工程場地地質(zhì)條件各異，本條所規(guī)定的內(nèi)容是基本的，并需通過強夯原體試驗才能確定。輔助措施又分為改善被夯擊土體的可夯條件和夯擊設(shè)備適應(yīng)條件兩大類。 強夯施工方案設(shè)計比強夯試驗時的施工設(shè)計，內(nèi)容應(yīng)當(dāng)更為詳細，技術(shù)要求更加明確、嚴(yán)格?！?，口與夯錘重、錘形、落距、夯點布置、一次連續(xù)夯擊數(shù)、土體性質(zhì)等諸多因素有關(guān)。本條規(guī)定單點的夯擊數(shù)不宜超過該能級強夯的單點飽和夯擊能。 2 最大加速度法。如果繼續(xù)夯擊，則加速度值趨于定值。隨著夯擊次數(shù)的增加，土體中形成的超孔隙水壓力不斷提高，致使土中有效應(yīng)力減少。最佳夯擊能與飽和夯擊能概念不同，既有聯(lián)系又有區(qū)別，如果劃分成兩個集合的話，那么兩者的交集部分比較大。根據(jù)現(xiàn)有強夯工程的經(jīng)驗，砂質(zhì)土的平均夯擊能可取500kJ～1000kJ，黏性土可取1500kJ～3000kJ。這樣由于動應(yīng)力作用而產(chǎn)生的樹枝狀、貫穿性裂縫又再次閉合，從而降低了土層的滲透性，結(jié)果使得其強度大大降低，不易恢復(fù)，反而影響加固效果。能級的選擇一般應(yīng)根據(jù)加固地基的目的來確定。實踐證明，方柱形截面的夯錘，在同一夯點重復(fù)夯擊過程中，夯坑不易重合，夯擊能損失較大，影響夯擊加固效果，近年來逐步被圓形截面所替代。在對水下土體進行強夯時，為減少水對錘的阻力，還可將錘底制成流線形。在夯擊過程中還應(yīng)經(jīng)常檢查通氣孔，發(fā)現(xiàn)堵孔應(yīng)及時處理。夯點間距是根據(jù)所加固土層的厚度、地基土條件，通過試夯效果確定的。 夯點布置與建筑物基礎(chǔ)形式、荷載分布也應(yīng)有一定對應(yīng)關(guān)系。歸納起來，就是夯點可按建筑物中心線、基礎(chǔ)軸線或輪廓線、基礎(chǔ)中心等對稱形式排布。也有按要求加固深度D來劃分的，一般每邊應(yīng)擴大(～)D的距離，并不宜小于3m。第二遍或第三遍(主夯加固在其前進行)的夯點位于主夯點之間的可稱為間夯，不考慮主夯點而是縮小了夯點間距，在處理面積內(nèi)重新布置的夯點，可稱為滿夯。 夯擊遍數(shù)之間的間歇時間也是與土體性質(zhì)的差異而不同的，如細粒土飽和度較高，極易產(chǎn)生超孔隙水壓力且消散慢，需要較長的間歇時間；而粗粒土和濕度較低的細粒土、回填土，超孔隙水壓力消散快或不會產(chǎn)生較大的超孔隙水壓力，可不考慮間歇時間而連續(xù)進行數(shù)遍夯擊。
。式()則是由土干密度的變化引起體積變化的換算關(guān)系，由土力學(xué)理論壓縮性公式便可推導(dǎo)出來。 夯擊遍數(shù)與飽和夯擊能、最佳夯擊能、平均夯擊能有著一定的對應(yīng)關(guān)系。一般第一遍都是最大能級的強夯，可稱之為主夯，隨后的幾遍強夯能級逐漸減少，夯點間距也相對較小。 一般地基處理面積都應(yīng)大于基礎(chǔ)底面積，強夯法也不例外。一般建筑物可按柱軸線布夯點，柱基礎(chǔ)下至少應(yīng)有一個夯點，對個別荷載較大地段也可適當(dāng)增加或加密夯點。這樣可先夯實深部土層，再擠密淺部土層，提高夯擊效果。為便于運輸也常采用分片用螺栓裝配式，在現(xiàn)場再將錘安裝連接，焊接澆注成整體。通氣孔如果太大，則減少了錘底有效面積，通氣孔上下直徑的大小需根據(jù)被夯擊土體的性質(zhì)確定。而圓柱體上加圓臺組合形夯錘，由于重心較低，下落平穩(wěn)，目前被公認為是強夯施工比較理想的夯錘錘形。 目前國內(nèi)強夯采用的夯錘重是因工程需要及夯擊能的不同而各異的，但限于國內(nèi)生產(chǎn)的起吊設(shè)備能力，工程中采用的是8t～25t重的錘，最大的已達44t。但如果差別較大，則應(yīng)調(diào)整總夯擊能。對飽和黏性土，過小的夯擊能量顯然不能產(chǎn)生較高的超孔隙水壓力，也不易產(chǎn)生樹枝狀的貫穿性裂縫，不利于超孔隙水壓力的消散。本條規(guī)定，場地的最佳夯擊能應(yīng)根據(jù)場地的夯擊效果和夯擊作用的有效性進行估計。以超孔隙水壓力等于有效應(yīng)力時的夯擊數(shù)為飽和夯擊能。 3 孔隙水壓力控制法。隨著夯擊數(shù)的增加，土體被夯實，加速度值不斷增大。正常的曲線形態(tài)是最初幾擊的夯沉量大。 單點夯擊能等于錘重乘以落距。 梅納(Menard)提出的強夯影響深度D與錘重W、落距日的關(guān)系為:D= 上式與我國的工程實踐比較，D偏大。 進行試夯效果分析時，應(yīng)針對加固目的對有關(guān)指標(biāo)進行研究，宜包括干密度、孔隙比、抗剪強度、承載力、變形性質(zhì)、滲透性及濕陷性黃土的濕陷性、砂土液化判別指標(biāo)等。 可采用正交設(shè)計試驗方法進行方案組合，以求使用最少的試驗方案獲得完整的試驗成果。這種工程例子已不少見，因此規(guī)定對水敏感的地基土強夯施工應(yīng)安排在當(dāng)?shù)睾导臼┕?。離夯點距離大于30m。離夯點距離10m～30m。一般離夯點距離小于10m。強夯也會影響其他地基處理的效果(如灌注樁)和正在砌筑工程的施工。在強夯施工中進行的振動實測表明，強夯引起的振動是一種瞬時型的沖擊振動，振動頻率約6Hz～40Hz。但強夯法又有其特殊的效果和施工特點，應(yīng)考慮場地環(huán)境、地質(zhì)條件和建筑物要求，根據(jù)試夯效果或已有成熟的經(jīng)驗，確定是否采用強夯，或確定何種能級及夯擊工藝類型。 對地下水位以下及水面以下松散堆積碎石土，強夯效果也比較明顯。如河北省廊坊市某地一個5400m2的工程采用強夯法處理飽和粉土和粉細砂液化可能性地基，經(jīng)測試地基液化可能性消除，倍，%左右，而且降低基礎(chǔ)工程造價70%(約30萬元)。上述兩廠最大夯擊能級均為8000kJ。8 強夯法 強夯 強夯法(國外稱動力固結(jié)法)起源于法國，20世紀(jì)60年代末由梅納技術(shù)公司首先創(chuàng)用?；靥顖龅氐拿娣e往往較大，應(yīng)盡量減少預(yù)處理的工程量，節(jié)約投資。 對于鋼貯罐的不均勻沉降，賈慶山根據(jù)國內(nèi)60座油罐沉降觀測資料，認為采用鋼筋混凝土環(huán)基的罐體常呈平面傾斜，罐壁不至于遭到破壞。需要特別指出的是，大量油罐實測資料表明，最大沉降往往不在底板中心，而在距中心(～)尺(R為基礎(chǔ)半徑)處。 根據(jù)實踐經(jīng)驗，鋼貯罐的地基處理以墊層、預(yù)壓、豎向排水體預(yù)壓及天然地基在具有較好排水條件時的充水預(yù)壓法較為經(jīng)濟合理。以往環(huán)基設(shè)計大多采用高環(huán)墻，其地基壓力很大。采用充水預(yù)壓的油罐最大容積達3萬m3，荷重提高到250kPa。它可以應(yīng)用于范圍很廣的不同軟土情況，尤其適用于夾有薄層粉砂的黏性土或沖填土等排水條件較好的軟基加固。 需要特別強調(diào)的是，由于分級堆煤白重預(yù)壓過程是在煤場生產(chǎn)運行中執(zhí)行的，必須按設(shè)計堆煤過程控制好堆煤速率，煤場有生產(chǎn)運行的要求，堆煤經(jīng)常變化的特點，設(shè)計時應(yīng)盡可能結(jié)合實際，堆取料機基礎(chǔ)兩側(cè)堆煤應(yīng)對稱進行。 采用分級堆煤自重預(yù)壓法對軟基進行處理突出的間題是，分級堆煤過程中地基土的側(cè)向變形如何?排水固結(jié)對堆取料機樁基礎(chǔ)產(chǎn)生的側(cè)向應(yīng)力和負摩阻有多大?目前，克服這些間題只是從增強樁基礎(chǔ)的整體剛度效應(yīng)加以解決，如設(shè)置保護樁或斜樁，還沒有可以為工程界所接受的實用而又簡單的分析計算理論，需待進一步研究和探討。其目的有三個：一是降低灰水浸潤線位置，讓貯灰?guī)煜掠伪M可能大的范圍內(nèi)出現(xiàn)干燥區(qū)或非飽和區(qū)，提高粉煤灰的抗剪強度；二是避免子壩的下游壩坡出現(xiàn)滲出段，利用擋灰子壩的滲透穩(wěn)定；三是擴散附加應(yīng)力，增加地基強度和約束地基變形，起加筋作用。 山谷灰場常采取分期筑壩，灰壩后期加高采用灰渣分散堆筑己成為一種發(fā)展趨勢，尤其是缺乏堆筑材料的地區(qū)。采用這種地基處理方法，對剛度較大的建筑物，在大沉降量的條件下，雖然不易出現(xiàn)裂縫，但可能會有較大的整體傾斜，加上此法依靠建筑物自重(樓層)分級預(yù)壓，造成施工周期比較長，因而這種地基處理方法未被廣泛地接受。一般應(yīng)用于以地基的穩(wěn)定性為控制條件，能適應(yīng)較大變形的構(gòu)筑物，如土石壩、煤場、油罐及水箱等，也可應(yīng)用于辦公樓、住宅樓等建筑物軟基的加固。因此，本條文暫行規(guī)定真空預(yù)壓地基的強度增長和最終沉降計算按照堆載預(yù)壓的理論進行估算，同時規(guī)定真空預(yù)壓后地基的強度值和剩余的變形值應(yīng)滿足工程要求，其判別應(yīng)以預(yù)壓期間的動態(tài)觀測和預(yù)壓后的效果檢驗資料為依據(jù)。 眾所周知，真空預(yù)壓消除的沉降量隨著分塊預(yù)壓加固面積的增加而增大，而真空預(yù)壓地基的強度增長則與預(yù)壓加固區(qū)形狀有密切的關(guān)系。在地面以下8m深度范圍內(nèi)，淤泥的壓縮量占總沉降的83%，U=82%，最大沉，卸荷回彈lcm。mos)，就應(yīng)該考慮砂井阻力的影響。真空預(yù)壓加固后的土體物理力學(xué)性指標(biāo)，僅在土層上部，即地表以下4m～5m深度范圍內(nèi)變化顯著，而下部次之，距地表8m～10m深度以下變化不大。從福州8110工程和連云港堿廠的實測沉降資料可知，經(jīng)真空預(yù)壓加固的地基，其土層壓縮量主要發(fā)生在地表以下8m深度范圍內(nèi)，約占總沉降量的83%?？偟目磥?，真空預(yù)壓法可用于對地基承載力要求不太高及其本身對地基變形要求也較低的建筑物，如堆場、倉庫等的軟基加固，以及邊坡、碼頭岸坡等加固工程。 真空預(yù)壓 真空預(yù)壓法適用于飽和軟黏土(如均質(zhì)型黏土、薄砂夾層型黏性土)的地基，尤其適用于超軟地基。它可以根據(jù)現(xiàn)場的動態(tài)觀測有效地運用預(yù)測技術(shù)將破壞和致命的事故防止于未然，從而對設(shè)計加以修改，使設(shè)計不斷優(yōu)化，進行“信息化施工方法”。同樣地，對沉降和不均勻沉降要求很高的建筑物，采用堆載預(yù)壓時，也必須設(shè)計超載。圖9清楚地說明輕微超固結(jié)黏土的不排水抗剪強度幾乎是常數(shù)，在固結(jié)壓力達到先期固結(jié)壓力p。俞調(diào)梅(1985年)認為這有可能是由于超固結(jié)纖維狀結(jié)構(gòu)及粉細砂薄層等的影響，并認為對于上海軟黏土，取c/p=～。工程名稱φcu(176。表1為11個砂井堆載預(yù)壓加固工程的強度指標(biāo)。圖7　　塑料排水板典型心軸 Hansbo(1981年)同時考慮井阻和涂抹作用的排水井地基平均徑向固結(jié)度近似解為 （19）曾國熙等(1985年)考慮井阻和涂抹作用的精確解可近似表達為 　　 　　　(20) 　　 　　(21) 　　 　　(22) 實際上，當(dāng)z=l時，Hansbo(1981年)解中，因而其數(shù)值解與曾國熙等(1985年)的解相近。 對于成井時擠土作用較小的塑料排水板或袋裝砂井，對土的擾動遠要比傳統(tǒng)的普通砂井低。同時，Atsuo詳述了運用“等效井徑比”的概念把非理想井轉(zhuǎn)化成理想井進行固結(jié)計算的簡便方法。Hansbo及美國《垂直排水工程指南》認為，涂抹效應(yīng)比s主要取決于套管的大小、型式及插設(shè)塑料板的方法，～3。Scott(1963年)重新整理了這個公式