1、簡介

任何建筑物的荷載最終將通過基礎(chǔ)傳遞到地基上。凡是基礎(chǔ)直接建造在未經(jīng)加固的天然土層上時，這種地基稱為天然地基。若天然地基很軟弱，則事先要經(jīng)過人工處理，這種地基稱之為人工地基。而其處理過程就稱為“地基處理”(SOILTREATMENT)或“地基加固”(SOILIMPROVEMENT)。地基處理方法主要分為：換土墊層法，深層密實法，排水固結(jié)法，化學(xué)加固法，加筋法和熱學(xué)法。強夯法屬于地基處理方式中的深層密實法中。

強夯法設(shè)備簡單，適用范圍廣泛，可用于填土、失陷性黃土、粘土、砂礫、碎石等各種土質(zhì)。對于淤泥質(zhì)軟土的試驗性施工證明，只要控制好施工參數(shù)，也是可行的。此法不僅用于房建工程，也適合橋涵、道路、港口碼頭和大型設(shè)備基礎(chǔ)等工程，而且具有速度快、效果顯著和節(jié)省投資等優(yōu)點，是一種比較理想的地基處理方式。

2、概述

2.1、強夯法的由來及特性

強夯法處理地基是六十年代末由法國Menard技術(shù)公司首先創(chuàng)造的。這種方法是將很重的錘(一般為100－400kN)從高處自由落下落(落距一般為6-40m)給地基以沖擊力和振動，從而提高土的強度并降低土的壓縮性，改善土的振動液化條件和消除濕陷性黃土的濕陷性等作用。同時，夯擊能還可以提高土層的均勻程度，減少將來可能出現(xiàn)的差異沉降。強夯法開始時僅用于加固砂土和碎石，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，它以適用從礫石到粘性土的各種地基土，這主要是由于施工方法的改進和排水條件的改善。

強夯法由于具有地基加固效果顯著、設(shè)備簡單、施工方便、適用范圍廣、經(jīng)濟易行和節(jié)省材料等優(yōu)點，很快傳播到世界各地。目前已經(jīng)有幾十個國家的數(shù)千項工程采用強夯法加固地基。

2.2、國內(nèi)外發(fā)展情況

強夯法是法國Menard技術(shù)公司于1969年首創(chuàng)并創(chuàng)用的。由于強夯法特有的優(yōu)點，所以在國外十分普遍。1974年英國工程師協(xié)會專門召開了深基礎(chǔ)會議，在該次會議上Menard本人對強夯作了詳細介紹。從那以后，十幾年來第九、十、十一界國際土力學(xué)和基礎(chǔ)工程會議上以及世界各地區(qū)性會議上，都發(fā)表了很多關(guān)于強夯的論文，對強夯的發(fā)展、完善起到了很大的推動作用。我國是1978年9月引進這項技術(shù)的，1979年首先在塘沽進行了強夯法加固粘土地基的實驗研究。1979年6月分別在河北省廊坊與山西省陽泉，對輕亞粘土、粉細砂地基與黃土質(zhì)砂粘土填方地基進行了處理。這是我國采用強夯法處理地基的最早兩項工程。隨后很快推廣到北京、上海、天津、廣州、深圳等很多地方，并且都取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果，為國家節(jié)省了巨額基礎(chǔ)工程費用。

3、加固機理

3.1、動力固結(jié)理論

強夯法雖然已經(jīng)在實踐中證實了是一種比較好的地基處理方法，但到目前為止還沒有一套成熟和完善的理論和設(shè)計計算方法。在第十界國際土力學(xué)和基礎(chǔ)工程會議上，美國Menard教授在“地基處理”的科學(xué)發(fā)展水平報告中精辟的論述強夯法的傳統(tǒng)固結(jié)機理：東盛云公司強夯法目前已經(jīng)發(fā)展到地基土的大面積加固，深度可達30m。當(dāng)應(yīng)用于非飽和土?xí)r，壓密過程基本上同實驗室中的擊實實驗相同。在飽和無粘性土的情況下，可能會產(chǎn)生液化，其壓密過程同爆破和振動密實的過程相似。這種方法對飽和細粒土的效果，成功和失敗的例子都有報道。對這類土需要破壞土的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生超空隙水壓力以及通過裂隙形成排水通道。而強夯法對雜填土特別有效。

實踐證明，在夯擊的工程中，土體的瞬時沉降可達幾十厘米；土中產(chǎn)生液化后使土的結(jié)構(gòu)破壞，土的強度下降到最小值；隨后在夯擊點出現(xiàn)徑向裂隙，成為加速空隙水壓力消散的主要通道；因粘性土具有觸變性，使降低的強度得到恢復(fù)和增強。Menard教授實踐，并結(jié)合傳統(tǒng)的固結(jié)機理，提出了飽和土是可以壓縮的新的機理，并現(xiàn)在得到了大多數(shù)科學(xué)家的認可。下面再作進一步的介紹。

(1)、飽和土的壓縮性

在工程實踐中，不論對土的性質(zhì)如何，夯擊時能立即引起地基土的很大沉降，這個結(jié)果對顆粒狀土是可以理解的。對滲透性很小的飽和細粒土，孔隙水的排出被認為是考慮沉降的必要和充分條件，這是傳統(tǒng)的固結(jié)理論的基本假定。由于飽和細粒土的滲透性低，因而在瞬時荷載作用下，空隙水不能迅速排出，這樣就無法理解在強夯時回立即引起很大沉降的機理。

Menard教授認為，由于土中有機物的分解，第四紀(jì)土中大多數(shù)都含有以微氣泡形式出現(xiàn)的氣體，其含量大約在1-4％。進行強夯時氣體體積壓縮，空隙水壓力增大，隨后氣體有所膨脹，空隙水排出的同時，空隙水壓力就減小。這樣每夯一遍，氣相體積和液體積都有所減少。根據(jù)實驗，每夯擊一遍，氣體體積可減少40％。

(2)、產(chǎn)生液化

在重復(fù)夯擊作用下，施加在土體的夯擊能量，使氣體逐漸受到壓縮。因此，土體的沉降量與夯擊能成正比。當(dāng)氣體按百分比接近于零時，土體變成不可壓縮的。相應(yīng)于空隙水壓力上升到覆蓋壓力相等的能量級，土體即產(chǎn)生液化。如圖1所示，液化度為空隙水壓力與液化壓力之比，而液化壓力即為覆蓋壓力。當(dāng)液化度為100％時，亦即為土體產(chǎn)生液化的臨界狀態(tài)。而該能量級稱為“飽和能”。此時，吸附水變成自由水，土的強度下降到最小值。一旦達到“飽和能”而繼續(xù)施加能量者，除了使土起重塑的破壞作用外，能量純屬是浪費。

應(yīng)當(dāng)指出，天然土的液化常常是逐漸發(fā)生的，絕大多數(shù)沉積物是層狀和結(jié)構(gòu)性的。粉質(zhì)土和砂質(zhì)土層比粘性土層先進人液化。并應(yīng)當(dāng)注意到，強夯時所出現(xiàn)的液化，只是土體的局部液化。

(3)、滲透性變化

在很大的夯擊能作用下，地基土體中出現(xiàn)了沖擊波和動應(yīng)力。當(dāng)所出現(xiàn)超孔隙水壓力大雨顆粒間的側(cè)向壓力時，致使土顆粒間出現(xiàn)裂縫，形成排水通道。此時，土的滲透系數(shù)聚增孔隙水順利排出。在有規(guī)則網(wǎng)格布置夯點的現(xiàn)場，通過積聚的夯擊能量，在夯坑四周會形成有規(guī)則垂直裂縫，夯坑附近出現(xiàn)涌水現(xiàn)象。所以應(yīng)規(guī)劃好強夯的施工順序，而不規(guī)則的和紊亂的夯擊，可以破壞這些天然排水通道的連續(xù)性。在現(xiàn)場可觀察到夯擊前土工試驗中所測的滲透系數(shù)，是不能說明夯擊后孔隙水壓力迅速消散的這一特性的。

當(dāng)空隙水壓力消散到小于土顆粒間的側(cè)向壓力時，裂縫即自行閉合，土中水的運動重新又恢復(fù)常態(tài)。有的國外資料報道，夯擊時出現(xiàn)的沖擊波，將土顆粒間吸附水轉(zhuǎn)化為自由水，因而促進了毛細管通道橫斷面的增大。

(4)、觸變恢復(fù)

在重復(fù)夯擊的作用下，土體的強度逐漸減低，當(dāng)土體出現(xiàn)液化或接近液化時，土的強度達到最低值。此時土體產(chǎn)生裂隙，而土中吸附水部分變成自由水，隨著孔隙水壓力的消散，土的抗剪強度和變形模量都有了大幅度的增長。這是由于土顆粒間緊密接觸以及新吸附水層逐漸固定的原因，而吸附水逐漸固定的過程可能會延續(xù)至幾個月。在觸變恢復(fù)期間，土體的變形(沉降)卻是很小的，有的資料中介紹在0.1％以下。如果用傳統(tǒng)的固結(jié)理論也就不能說明這一現(xiàn)象，這是自由水重新被土顆粒所吸附而變成了吸附水的緣故，這也具有觸變性土的特性。

眾所周知，飽和粘性土是具有觸變性的，當(dāng)強夯以后，土結(jié)構(gòu)被破壞，強度幾乎降為零。隨著時間的推移，強度逐漸恢復(fù)。這種觸變強度的恢復(fù)也稱為時效(timeeffect)。在一般孔隙水壓力已經(jīng)完全消散的情況下，夯擊后六個月所測得的土的抗剪強度一般比一個月所測得的強度增長20％-30％，而變形模量增長30-80％。因此，強夯后質(zhì)量檢驗的勘探工作或測試工作，至少宜在強夯施工后一個月再進行，不然得出的指標(biāo)會偏小。

對靈敏度較高的粘土中，存在觸變現(xiàn)象這一土的特性是眾所周知的。實際上這一現(xiàn)象對所有細顆粒土都是明顯的，僅是程度上不同而已。值得注意的是，經(jīng)過強夯后土在觸變恢復(fù)過程中，對振動是十分敏感的，所以在進行勘探和測試工作時候應(yīng)該十分注意。

鑒于以上強夯法加固的機理，Menard教授對強夯中出現(xiàn)的現(xiàn)象，提出了一個新的彈簧活塞模型，對動力固結(jié)的機理作了解釋。

對動力固結(jié)的理論模型，可從四個方面進行解釋：

●由于微氣泡的存在，充滿氣缸的水以為部分是可壓縮的，亦即孔隙水具有壓縮性，

●對夯擊前、后土的滲透性的變化，可用一個孔徑可變的排水孔進行模擬；

●彈簧的剛度是模擬土體的壓縮模量，過去傳統(tǒng)的固結(jié)理論的觀點以為是常數(shù)。實際上強夯法施工時候，在反復(fù)荷載的影響下，會使壓縮模量有很大改變，在這個過程中，吸附水起了重要作用。

中國素有基建狂魔之稱，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，催生出一種新的建筑行業(yè)-強夯。強夯即為地基處理的第一步，夯實地基，讓建筑更加堅不可摧。隨之而來的強夯企業(yè)越來越多，如雨后春筍。東盛云就是其中的一位。

31年前的今天，東盛云的創(chuàng)始人王國昌先生還是一名巖土工程勘察技術(shù)人員，在國企的工作中，讓他萌生了，下海創(chuàng)業(yè)的念頭，說干就干，依然辭去工作，不顧家人阻攔，擠身到強夯基建的隊伍中。這一干就是幾十年。

剛開始，由于只懂技術(shù)，不懂市場，導(dǎo)致第一單生意，做虧了，王國昌笑著說；“做生意，就算自己虧了，也不能讓客戶有損失，商譽是企業(yè)立根之本”。懷著這顆初心，后來業(yè)務(wù)逐漸壯大，大家都稱他為“老王”，都說“做生意，我們不看公司，就看老王，老王辦事我們放心”，這個“老”的稱呼，不僅是對東盛云公司王國昌先生的認可，更是對東盛云公司技術(shù)和實力的認可，更是對東盛云深耕強夯產(chǎn)業(yè)的貢獻的鑒證。

31載，東盛云承接的項目有市級重點項目，省級重點項目，國家級重點項目，若干。公司擁有各類型號強夯施工設(shè)備30余臺，包括宇通ytqh600、ytqh450，杭重hzqh5000等先進大型設(shè)備，，廣泛用于工業(yè)廠房、機場、港口、公路、鐵路等建筑的各種復(fù)雜地形，1000-20000kn.m地基強夯處理，公司在大量的工程實踐中，積累了豐富的施工經(jīng)驗和項目管理經(jīng)驗，涉及工程達200余項，質(zhì)量合格率95%。東盛云排水強夯憑著過人的技術(shù)和嚴(yán)格的管理規(guī)范，在多的項目中大放異彩，也讓東盛云在排水強夯領(lǐng)域占據(jù)一席之地，贏得了客戶的贊譽。

近年完成的強夯項目主要有：神農(nóng)架機場項目、武深高速嘉魚段項目、武漢集裝箱碼頭項目、普洛斯現(xiàn)代物流園項目、黃岡碧桂園項目、東風(fēng)汽車8萬輛商用車項目、中鐵重工聯(lián)合廠房項目、水布埡堆石面板壩壩基項目、中國海洋石油總公司惠州煉油項目、武當(dāng)山現(xiàn)代影視城項目、寧德時代宜昌邦普產(chǎn)業(yè)園項目、貴州遵義（茅臺）糧食物流園、新洋豐集團工廠擴建項目、南昌大盾構(gòu)機項目、福廈高鐵制梁場項目、安華集團擴建項目、勁牌酒業(yè)擴建項目、雄安新區(qū)項目、海格斯項目等。

這一個個項目記載著東盛云人走過的風(fēng)風(fēng)雨雨，也承載著東盛云人“做精品工程，創(chuàng)品牌豐碑”的初心和“重質(zhì)量講信譽”的宗旨。在國家政策的領(lǐng)導(dǎo)下，東盛云人將用無悔的青春和熱血，續(xù)寫東盛云傳奇，不忘初心砥礪前行，為了更好的明天。

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