浅谈强夯法地基处理施工

浅谈强夯法地基处理施工

刘志勋

山东省机械施工有限公司山东250021

摘要：运用强夯法对建筑地基进行加固处理的效果是非常明显的，并且施工方便，投资省，速度快，设备简单，运用强夯法对建筑地基进行加固处理一方面可以提高路基的承载力，增强抗液化的稳定性，另外一方面强夯法还可以提升土层的均匀度，减少路基不均匀沉降的现象发生。本文分析了强夯法作用原理及强夯施工存在问题，并以实例探讨了强夯法地基处理施工。

关键词：强夯法；地基处理；施工方法；

强夯法是用起重机械将大吨位夯锤起吊到6-30m高度后自由落下，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和很大的冲击应力，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土料重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性的一种地基加固方法。

一、强夯法作用原理

1.动力置换原理，此项原理又可分为桩式置换原理和整式置换原理。所谓的桩式置换原理是指依靠强夯的作用把碎石填入软土里，从而形成桩式碎石墩和碎石桩，它通过碎石内的摩擦角和墩间土地基的复合作用，对桩体平衡状态加以维持。而整式置换原理是通过强夯巨大的力量把碎石的整体挤进淤泥里。

2.动力固结原理，此项原理常被用于对细颗粒的饱和土进行处理，在动力固结原理之下，也就是巨大应力波由于很大冲击能量而在土体中形成，从而对土体的原有结构造成破坏，使局部土体液化，进而产生裂缝，增加排水通道，使孔隙水溢出，在孔隙水的压力消散以后，土体便会固结。

3.动力密实原理，此项原理最主要是用于对非饱和、多孔隙、粗颗粒的土体进行加固强夯，它通过冲击力作用让土层中孔隙的体积减小，让土体更加密实，从而增强土体的强度。在强夯法重锤强大的作用之下土层路基结构里的土粒接触点便会发生压缩变形，从而加大土粒间接触的面积，让土层更密实，增强路面承载的力度。在土层地基里，土粒并非全是均匀的椭圆形或圆形，也有一些片状的颗粒。在强夯法作用下，片状的颗粒会产生形变，从而使附近土粒产生相对的位移，在土粒接触处就会产生相对的运动。

二、强夯施工存在问题

因强夯施工方法是利用夯锤巨大冲击能和冲击波反复夯击地基表面，由此产生噪音与振动波对周围的建筑物和居民将造成一定的影响，如何解决施工中扰民问题是施工中必须考虑的问题。对距离强夯施工现场较近的建筑物要挖宽度1m，深度超过被影响建筑物基础深度的减振沟，以避免因强夯施工而产生的冲击波可能对该建筑物造成的损害。施工中的噪音扰民问题最好采取白天施工，错开午休时间等措施，最大限度地减少扰民。强夯机械笨重，自行能力较差，转场需用大型拖车方能转场，因此应尽量减少强夯施工中的转场频率，以提高强夯机械的利用率。

三、实例分析

某选煤厂土质为典型的二级自重湿陷性黄土，深度为4m-6m，地基承载力标准值为180kPa，满足不了设计要求，故采用强夯法加固地基，消除地基土的湿陷性。

1.强夯设备。一是起重机采用履带式W1001型吊车，起重量为15t。二是夯锤采用D=2.4m圆形铸钢锤，重20t，有4个直径250mm排气孔。三是设有辅助门架一个，顶部横担宽5.8m，支架腿采用600×600钢结构，腿靴采用D=600mm圆形钢板。设有自动脱钩装置一部，预备一部。

2.技术要求。一是主夯采用两遍夯实，采用一道普夯，每点夯3击，压1/3锤印。二是强夯控制：最后两击沉量不大于5cm;击数不少于平均击数。

3.施工工艺见图1：

4.施工处理

（1）根据测量定位放线桩，测放第一遍夯位点，测量场地标高，做好记录，并填写“标高测设成果表”。为了夯锤及机械就位准确，在夯点周围用白灰撒出夯锤边线，即直径2.4m的圆。技术人员在夯位点测放完毕后进行测量复核，准确无误后，进行起重机及夯锤就位，要求辅助门架高度适宜，地面要坚实，如有松土，采用双根枕木垫起。辅助门架要竖直，与起重机组成一个等腰三角形，以防止起吊时倾覆。就位完成后，先在囫锤顶部一点测顶面标高，并做好记录，并且要保证每次夯击时位置准确，以保证测量每夯击沉量的精确性，因此必须现场认真填写“强夯施工记录”。

（2）在夯击前，要根据夯击性能调整落距，如：3000kN•m的夯击能，落距为15.3m。用钢尺固定直接测量，方法是先测锤底至锤顶的高度1.2m，再把钢尺固定在起重机的吊钩上，提升吊钩，测出吊钩距顶面的高度为16.5m即可。固定拉索，以保证每一击的夯击能量相同。

（3）起重机及夯锤就位：一夯位点完成后，移至下一夯位点，首先，起重机后退2.0m，起大臂，把辅助门架重新固定，起钩从夯坑内拉出夯锤至夯坑边缘，然后后退，再把辅助门架固定好，再提起夯锤向后移，直至下一夯位点。强夯施工一般以向后退作为行走路线。一遍主夯完成后，用推土机把场地推平，推平方法是多方向填平每一夯坑，然后再找平。

（4）场地平整完毕后，测放第二遍夯位点，测量场地标高，并做好记录。两遍主夯间的间歇时间即消散时间的确定，土质的消散性能好，可连续强夯施工，否则必须留一定的时间做水分消散期，具体时间根据土质勘察报告或由设计院给定。夯击中，如发现夯坑隆起现象，隆起高度超过400mm时，停止夯击，进行下一夯位点施工。普夯施工一般落距不低于7.0m，所以辅助门架可调高高度为12m-15m，以便于施工。

5.注意事项。一是强夯施工不宜在冬季施工。如必须冬季施工，须采取措施，初冬和早春季节，冻土块能够被夯锤击碎的可不用处理直接施工，否则，必须把冻土块清除场外;严冬季节，先用小能级拍碎表面冻土层，然后把冻土块清除场外。强夯施工前，必须对强夯场地进行全面钎探，发现墓穴或暗井等情况及时处理，防止发生机械事故。强夯施工中有粘锤现象要及时清理，避免影响施工质量和夯坑内溅出的土块伤人。强夯施工中要随时检查和维修设备机具，尤其要重点检查自动脱钩装置和钢丝绳的损害情况，避免施工时发生安全事故。二是强夯施工中如有夯位点控制不住，并且夯坑深度在2.0m-2.5m时，可停止夯击，然后与设计院联系到现场查看，再根据由设计院认可的处理方案进行处理。三是施工机械设备出场时，坡道必须满足：宽度不小于5.0m，坡道不大于15°，且路面坚实平整。在土方开挖前，要考虑工作面必须充分满足机械作业要求，避免二次开挖，鉴于施工机械的实际情况工作面确定为3.0m，即夯坑外边缘向3.0m。四是预留的平均沉量，要根据试夯结果进行调整。如：一、二级浓缩池及块末煤仓设计预留1.5m，根据试夯结果，一般沉量1.0m左右，所以把预留沉量调整为1.2m，特别指出的是，强夯前试夯区域设在强夯场地内，共设9个夯位点，约36m2，按最后两击沉量不大于5.0cm控制，主夯完毕后，可得出平均夯击数14击，于是强夯施工还以每一夯位表的施工总击数不少于平均击数作为控制标准。

6.检查方法。一是根据施工面积及土质分布走向，确定检测点数量，一般不少于4个点。二是检测方法采用探井取样并结合动力触探或标准贯入试验，检测深度一般为终夯面以下4m-8m。

7.成果。该工程湿陷性黄土地基，按以上强夯加固地基处理方法施工，最后经检测单位检测，地基承载力达到设计要求，得到建设方、监理方的认可。

由于强夯会产生较大的冲击能量，从而在地基土中产生强大的动应力与冲击波。而强大的动应力与冲击波能够增强土层均匀的程度、改良土的振动液化情况、减少土的压缩性，从而达到增强地基强度的目标。结合大量工程中地基通过强夯法来进行加固处理的实践结果证明，对软土地基而言，采用强夯法来进行加固处理，并辅之以合理的排水措施，其效果是相当明显的。

参考文献：

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[2]黄金雄.基于强夯法的软土地基加固施工技术研究[J]科技资讯，2010(14).

[3]赵欣.浅谈强夯法处理软土地基[J].民营科技，2011(3).