【正文】 基，故一般無嚴(yán)格要求。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?！?，與彈性理論計算均布荷載下圓形柔性板的變形曲線甚為接近。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。因此，為了減少相鄰基礎(chǔ)的影響，最好能控制基礎(chǔ)間的凈距不小于2R。 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(rèn)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。這些油罐一般邊緣沉降為20mm～170mm，罐中心沉降為60mm～190mm，罐體傾斜為2‰～13‰。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‰?！? 場地的預(yù)處理一般在場地回填前，必須完成豎向排水體和排水墊層的設(shè)置。回填場地的面積往往較大，應(yīng)盡量減少預(yù)處理的工程量，節(jié)約投資。從場地的預(yù)處理到開始建設(shè)一般有較長的時間可以利用。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。 在建筑物建成后，再次回填場地的荷重會導(dǎo)致地面產(chǎn)生新的沉降，會對建筑物產(chǎn)生不良影響。8 強(qiáng)夯法 強(qiáng)夯 強(qiáng)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。這種方法是將重錘從高處自由落下，給地基土以強(qiáng)大的沖擊力和振動，從而改善地基土的工程性質(zhì)。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(qiáng)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(xì)砂土、粉土、黏性大、濕陷性黃土、素回填土、垃圾填土、膨脹土等。錘重最大己達(dá)44t，如陜西蒲城電廠；，如河南三門峽電廠。上述兩廠最大夯擊能級均為8000kJ。 強(qiáng)夯法的加固作用可分為三種：第一，加密作用，指氣體的排出；第二，固結(jié)作用，指的是水或流體的排出；第三，預(yù)加變形作用，指的是各種顆粒成分在結(jié)構(gòu)上重新排列，還包括顆粒組成或形態(tài)的改變。經(jīng)過強(qiáng)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。 實踐證明，～～5倍，承載力可提高1倍～2倍，比較強(qiáng)烈的自重濕陷性得到消除，全部土層濕陷量大大減少。如河北省廊坊市某地一個5400m2的工程采用強(qiáng)夯法處理飽和粉土和粉細(xì)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)。 飽和軟黏土中的淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土的土層中有水平滲透性較好的薄層夾層，只要采用合適的強(qiáng)夯工藝，加固效果還是較好的。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。國內(nèi)已在濱海沉積的淤泥質(zhì)黏土和淤泥中進(jìn)行過三、四次試驗，總的看法是單用強(qiáng)夯法進(jìn)行深層加固效果不顯著。 對地下水位以下及水面以下松散堆積碎石土，強(qiáng)夯效果也比較明顯。如山東黃島電廠輸煤棧橋和碎煤機(jī)室地基原為開山填海時堆積在潮汐帶的松散大塊碎石，經(jīng)強(qiáng)夯法處理后滿足上部基礎(chǔ)要求。 目前，我國強(qiáng)夯法應(yīng)用很廣泛，有大型廠房、民用住宅、辦公樓、機(jī)器基礎(chǔ)、塔罐貯倉、堤壩路基、飛機(jī)跑道及碼頭等。強(qiáng)夯法可廣泛用于電力工程所有建筑物及堆料場地基處理。但強(qiáng)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(qiáng)夯，或確定何種能級及夯擊工藝類型。 強(qiáng)夯施工過程中夯錘落地瞬時，一部分動能轉(zhuǎn)換為沖擊波，從夯點以波的形式向外傳播，其中的面波僅在地表傳播引起地表震動。這種地表震動的強(qiáng)度隨著與夯點的距離的增加而減弱。當(dāng)夯點周圍一定范圍內(nèi)的地表震動強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時，會引起地表和建筑物不同程度的損傷和破壞，并產(chǎn)生振動和噪聲等公害。在強(qiáng)夯施工中進(jìn)行的振動實測表明，強(qiáng)夯引起的振動是一種瞬時型的沖擊振動，振動頻率約6Hz～40Hz。振動速度峰值的持續(xù)時間較短，～。地面振動波衰減迅速，其波形不存在疊加間題。 強(qiáng)夯施工時有一定的振動影響，在建筑物密集區(qū)強(qiáng)夯施工可能危及原有建筑物的安全，造成建筑物墻體開裂等，對人體也有一定影響。強(qiáng)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。因此，在新建廠址或遠(yuǎn)離建筑物的空曠場地進(jìn)行強(qiáng)夯施工可避免強(qiáng)夯帶來的不利影響。 強(qiáng)夯振動影響也是有一定范圍的。根據(jù)國內(nèi)外大量測振資料統(tǒng)計，可大致將強(qiáng)夯振動影響劃分為以下三個區(qū)： 1 振動破壞區(qū)。一般離夯點距離小于10m。，速度大于5cm/s。這樣的振動對一般建筑物會造成一定的破壞。 2 振動損壞區(qū)。離夯點距離10m～30m?！?，振動速度為lcm/s～5cm/s，～。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(qiáng)度尚較低的建筑物可能有一定損傷。 3 相對安全區(qū)。離夯點距離大于30m。，振動速度小于1cm/s。這種振動除對設(shè)有精密儀器、儀表、機(jī)械、電子計算機(jī)的房屋有一定影響外，對一般建筑物均不會造成損壞。 對水敏感的地基土如遇雨水浸濕，將無法進(jìn)行強(qiáng)夯施工，造成強(qiáng)夯質(zhì)量降低、延誤工期。這種工程例子已不少見，因此規(guī)定對水敏感的地基土強(qiáng)夯施工應(yīng)安排在當(dāng)?shù)睾导臼┕ぁ? 到目前為止，強(qiáng)夯法尚無一套成熟、完善的理論和設(shè)計計算方法，一般是先初步選定強(qiáng)夯參數(shù)，通過現(xiàn)場試夯最后確定。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(qiáng)夯原體試驗才能確定。 試夯設(shè)計可有許多種方案，但不可能每個方案都進(jìn)行試夯，所以一個好的試夯設(shè)計方案，包括對主要工藝進(jìn)行必要的方案組合。 可采用正交設(shè)計試驗方法進(jìn)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。 對高飽和度軟土或水下土層的強(qiáng)夯，一般都應(yīng)采取輔助措施。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。改善被夯擊土體可夯條件，如在飽和軟土中先打入砂樁或袋裝砂井，然后再實施強(qiáng)夯。 進(jìn)行試夯效果分析時，應(yīng)針對加固目的對有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行研究，宜包括干密度、孔隙比、抗剪強(qiáng)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。應(yīng)進(jìn)行夯前、夯后地基土的有關(guān)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)沿深度的變化對比，確定是否滿足建筑物荷載或地基穩(wěn)定性的要求，并提出施工檢測的質(zhì)量控制手段和檢測指標(biāo)。 強(qiáng)夯施工方案設(shè)計比強(qiáng)夯試驗時的施工設(shè)計，內(nèi)容應(yīng)當(dāng)更為詳細(xì)，技術(shù)要求更加明確、嚴(yán)格。本條對基本的強(qiáng)夯參數(shù)內(nèi)容作了規(guī)定，并規(guī)定應(yīng)當(dāng)提出檢測項目、點位及要求的合格指標(biāo)。 梅納(Menard)提出的強(qiáng)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。實踐表明，加固土層的有效深度D可采用條文中式()估算?！?，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)。采用同樣的能級對較硬地層夯擊，D小，即a值偏??；對較軟地層夯擊，D大，即a值偏大。 單點夯擊能等于錘重乘以落距。由于地基土性質(zhì)不同和采用強(qiáng)夯法加固地基的要求程序不同，因此需要確定單點夯擊數(shù)。本條規(guī)定單點的夯擊數(shù)不宜超過該能級強(qiáng)夯的單點飽和夯擊能。關(guān)于飽和夯擊能的確定可采用以下三種方法： 1“Ns”法，即繪制單點夯擊數(shù)與夯沉量關(guān)系曲線。正常的曲線形態(tài)是最初幾擊的夯沉量大。隨著擊數(shù)的增加，每擊的夯沉量逐漸減少并趨于一個定值，亦即“Ns”曲線逐漸趨于平緩，曲線變緩時通過的那一拐點所對應(yīng)的夯擊數(shù)可以確定為飽和夯擊能。 2 最大加速度法。在進(jìn)行強(qiáng)夯振動測試時，繪制夯擊數(shù)與加速度關(guān)系曲線。隨著夯擊數(shù)的增加，土體被夯實，加速度值不斷增大。當(dāng)夯擊數(shù)達(dá)到一定時，加速度達(dá)到峰值。如果繼續(xù)夯擊，則加速度值趨于定值。本條規(guī)定以距夯點中心10In處測得加速度定值對應(yīng)的夯擊數(shù)為飽和夯擊能。 3 孔隙水壓力控制法。地基土受到強(qiáng)夯沖擊荷載而發(fā)生瞬時壓縮或擠密，以致當(dāng)土體的滲透性較差時，孔隙水壓力不易消散。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。當(dāng)土中某點的超孔隙水壓力等于上覆的土壓力(對于飽和粉細(xì)砂土)或等于上覆土壓力加上土的內(nèi)聚力(對于粉土)時，土中的有效應(yīng)力完全消失，土的抗剪強(qiáng)度為零，土顆粒將處于懸浮狀態(tài)——達(dá)到局部液化。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。 從理論上講，強(qiáng)夯應(yīng)當(dāng)按最佳夯擊能進(jìn)行施工，最佳夯擊能就是投入的夯擊能全部用于土體加密而沒有損耗、浪費。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。這也是容易將兩者混淆的原因之～。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(jìn)行估計。 整個加固場地的總夯擊能量(系錘重、落距與夯擊數(shù)的乘積)除以加固場地面積稱為平均夯擊能。根據(jù)現(xiàn)有強(qiáng)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。平均夯擊能過小，加固效果較差。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。平均夯擊能過大，則對軟上擾動太大，土顆?；ハ鄶D壓發(fā)生錯動。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(qiáng)度大大降低，不易恢復(fù)，反而影響加固效果。 在實際強(qiáng)夯施工時，由于各種因素變化影響，所采用的夯擊能與飽和夯擊能、最佳夯擊能是有差別的。但如果差別較大，則應(yīng)調(diào)整總夯擊能。 目前我國強(qiáng)夯法處理地基所采用的夯擊能最小為640kJ，最大達(dá)8000kJ，一般常用的能級大多在1000kJ～4000kJ之間。能級的選擇一般應(yīng)根據(jù)加固地基的目的來確定。從已有工程資料來看，單純用于提高地基土密實度和承載力時，夯擊能相對小些，而為消除黃土濕陷性，加大影響深度，減少變形時，則夯擊能相對大些。 目前國內(nèi)強(qiáng)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(dá)44t。錘的形狀與尺寸也各不相同，有圓柱形、圓臺形、截頭圓錐形、方柱形體。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。圓柱形錘由于較圓錐臺形錘的側(cè)面積大些，夯錘落入夯坑后提吊時側(cè)壁阻力大，需要較大的上拔力。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(rèn)為是強(qiáng)夯施工比較理想的夯錘錘形。但如在飽和軟土上強(qiáng)夯，為了減少起吊錘時的吸力，也可采用錘底附有倒圓錐狀的“羊足”式夯錘。在對水下土體進(jìn)行強(qiáng)夯時，為減少水對錘的阻力，還可將錘底制成流線形。 夯錘下落的速度是相當(dāng)快的，如果不在錘體中設(shè)置上下貫通的通氣孔，那么將產(chǎn)生很大的氣墊作用影響夯擊能的向下傳遞。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。已有工程使用的夯錘通氣孔直徑一般都在lOcm～35cm。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。 夯錘的材料一般為鋼鐵板外殼內(nèi)澆柱鋼筋混凝土或直接為鑄鐵等。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。 為使夯后地基比較均勻，夯點一般可按三角形或正方形布置，梅花形是正三角形，這是基于夯點間距確定的。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。采用多遍夯擊時，第一遍的間距最大，第二、三遍的間距小些或插在第一遍夯點之間。這樣可先夯實深部土層，再擠密淺部土層，提高夯擊效果。目前一般所采用的夯點間距(指第一遍)～2倍夯錘底面直徑(或邊長)。 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。對主廠房可以汽輪機(jī)中心線為基準(zhǔn)向兩側(cè)排布；對煙囪可從基礎(chǔ)中心向外排布；對冷卻塔可以環(huán)基或塔心為準(zhǔn)布置夯點。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。多層廠房、住宅等的夯點可按縱橫墻軸線布置，縱橫墻交叉點至少應(yīng)布置一個夯點。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。分遍強(qiáng)夯的還應(yīng)考慮各遍夯點之間的對應(yīng)關(guān)系。 一般地基處理面積都應(yīng)大于基礎(chǔ)底面積，強(qiáng)夯法也不例外。處理面積外邊緣沿基礎(chǔ)底面邊緣外擴(kuò)的距離，應(yīng)根據(jù)建筑物要求合理、經(jīng)濟(jì)地確定，一般采取外擴(kuò)l排～2排夯點的方式。也有按要求加固深度D來劃分的，一般每邊應(yīng)擴(kuò)大(～)D的距離，并不宜小于3m。 強(qiáng)夯工藝一般都是采用大、小不同的能級反復(fù)地進(jìn)行夯擊，逐步夯實地基土。一般第一遍都是最大能級的強(qiáng)夯，可稱之為主夯，隨后的幾遍強(qiáng)夯能級逐漸減少，夯點間距也相對較小。第二遍夯點如位于主夯點位置，且是對主夯坑內(nèi)虛填土進(jìn)行加固處理的，則可稱之為主夯加固。第二遍或第三遍(主夯加固在其前進(jìn)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。最后較小能量的且夯點排布較緊密，相切甚至重疊的夯擊稱為拍夯(或拍平夯)。 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。國內(nèi)大多數(shù)工程一般夯2遍～4遍，對細(xì)粒土、飽和軟土夯擊遍數(shù)多些，而對粗粒土夯擊遍數(shù)較少。 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(xì)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(xì)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(jìn)行數(shù)遍夯擊。 估算地基夯沉量對確定地基開挖深度，保證地基處理深度和基礎(chǔ)底面標(biāo)高位置，避免耗費人力、物力、財力都是十分重要的。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。 夯坑間側(cè)擠量可按下式計算：Vz≈VfVe (25) 式中： Vz——側(cè)擠總體積： Vf——各夯抗初測體積之和： Ve——各夯坑最終體積