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(shí)法，排水固結(jié)法，化學(xué)加固法，加筋法和熱學(xué)法。強(qiáng)夯法屬于地基處理方式中的深層密實(shí)法中。

強(qiáng)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(yàn)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(diǎn)，是一種比較理想的地基處理方式。

2、概述

2.1、強(qiáng)夯法的由來及特性

強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(jìn)和排水條件的改善。

強(qiáng)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(jì)易行和節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)，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(xiàng)工程采用強(qiáng)夯法加固地基。

2.2、國內(nèi)外發(fā)展情況

強(qiáng)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(qiáng)夯法特有的優(yōu)點(diǎn)，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(qiáng)夯作了詳細(xì)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(qiáng)夯的論文，對強(qiáng)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(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的，1979年首先在塘沽進(jìn)行了強(qiáng)夯法加固粘土地基的實(shí)驗(yàn)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(xì)砂地基與黃土質(zhì)砂粘土填方地基進(jìn)行了處理。這是我國采用強(qiáng)夯法處理地基的最早兩項(xiàng)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(jì)效果，為國家節(jié)省了巨額基礎(chǔ)工程費(fèi)用。

3、加固機(jī)理

3.1、動力固結(jié)理論

強(qiáng)夯法雖然已經(jīng)在實(shí)踐中證實(shí)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(jì)計(jì)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(bào)告中精辟的論述強(qiáng)夯法的傳統(tǒng)固結(jié)機(jī)理：強(qiáng)夯法目前已經(jīng)發(fā)展到地基土的大面積加固，深度可達(dá)30m。當(dāng)應(yīng)用于非飽和土?xí)r，壓密過程基本上同實(shí)驗(yàn)室中的擊實(shí)實(shí)驗(yàn)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(shí)的過程相似。這種方法對飽和細(xì)粒土的效果，成功和失敗的例子都有報(bào)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(qiáng)夯法對雜填土特別有效。

實(shí)踐證明，在夯擊的工程中，土體的瞬時沉降可達(dá)幾十厘米；土中產(chǎn)生液化后使土的結(jié)構(gòu)破壞，土的強(qiáng)度下降到最小值；隨后在夯擊點(diǎn)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(qiáng)度得到恢復(fù)和增強(qiáng)。Menard教授實(shí)踐，并結(jié)合傳統(tǒng)的固結(jié)機(jī)理，提出了飽和土是可以壓縮的新的機(jī)理，并現(xiàn)在得到了大多數(shù)科學(xué)家的認(rèn)可。下面再作進(jìn)一步的介紹。

(1)、飽和土的壓縮性

在工程實(shí)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(xì)粒土，孔隙水的排出被認(rèn)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(xì)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(qiáng)夯時回立即引起很大沉降的機(jī)理。

Menard教授認(rèn)為，由于土中有機(jī)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(jìn)行強(qiáng)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(shí)驗(yàn)，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(qiáng)度下降到最小值。一旦達(dá)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(fèi)。

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(jìn)人液化。并應(yīng)當(dāng)注意到，強(qiáng)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(diǎn)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(qiáng)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(yàn)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(yùn)動重新又恢復(fù)常態(tài)。有的國外資料報(bào)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(jìn)了毛細(xì)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(qiáng)度逐漸減低，當(dāng)土體出現(xiàn)液化或接近液化時，土的強(qiáng)度達(dá)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(qiáng)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(qiáng)夯以后，土結(jié)構(gòu)被破壞，強(qiáng)度幾乎降為零。隨著時間的推移，強(qiáng)度逐漸恢復(fù)。這種觸變強(qiáng)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(qiáng)度一般比一個月所測得的強(qiáng)度增長20％-30％，而變形模量增長30-80％。因此，強(qiáng)夯后質(zhì)量檢驗(yàn)的勘探工作或測試工作，至少宜在強(qiáng)夯施工后一個月再進(jìn)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(shí)際上這一現(xiàn)象對所有細(xì)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(qiáng)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(jìn)行勘探和測試工作時候應(yīng)該十分注意。

鑒于以上強(qiáng)夯法加固的機(jī)理，Menard教授對強(qiáng)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(jī)理作了解釋。

對動力固結(jié)的理論模型，可從四個方面進(jìn)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(jìn)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(diǎn)以為是常數(shù)。實(shí)際上強(qiáng)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(jì)的發(fā)展，催生出一種新的建筑行業(yè)-強(qiáng)夯。強(qiáng)夯即為地基處理的第一步，夯實(shí)地基，讓建筑更加堅(jiān)不可摧。隨之而來的強(qiáng)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(qiáng)夯基建的隊(duì)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(yù)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(rèn)可，更是對東盛云公司技術(shù)和實(shí)力的認(rèn)可，更是對東盛云深耕強(qiáng)夯產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)的鑒證。

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

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

這一個個項(xiàng)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(yù)”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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