深地基强夯施工技术及实施要点分析

深地基强夯施工技术及实施要点分析

史朋飞

山东银海建设有限公司 山东日照 276826

摘要：处理地基的方法之一就是强夯法。强夯法的适用范围是处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、失陷性黄土、杂填土和素填土的地基。针对高饱和度的粉土、软一流塑的粘性土等地基质量把控不严的工程可以使用强夯置换法。在设计施工之前必须对现场进行实验，来明确其适用性与具体的处理效果。强夯法与强夯置换法都是用来提升土的强度，减少压缩性改善土体抵抗震动液化能力以及消除土的湿陷性。文章主要围绕深地基强夯施工技术的要点与实施来进行分析。

关键词：深地基；强夯；施工技术

引言：强夯法已经被广泛应用于地基加固处理中，在工业与民用建筑、公路与铁路路基、飞机场跑道、码头以及大型设备基础地基建设中，对强夯技术的使用非常广泛。不管是工程的使用效果，还是经济收益，强夯技术均取得了非常显著的成效。但是针对强夯技术目前的发展现状，还必须进行深入的研究，以此强化与加固其机理、施工技术以及机具。

1. 使用强夯法处理地基的优势与劣势

   1. 特征

尽管强夯技术可以造成非常显著的经济效果，但是由于其施工设备落后、效率低、安全性不够、消耗成本与维护成本高等劣势，现阶段没有一款专门设计制造的强夯机。经受过改造的强夯机械，其结构件与零部件损坏非常频繁，严重影响了生产效率，导致施工成本的增加。同时，这一情况将会对强夯技术、工法的研究与进步造成一定的限制^[1]。在实际的施工过程中，大部分施工场地的土质成分变化多端，各向异性并且均匀性较差。现阶段的强夯工程通常都是使用统一的能量级别进行强夯，这样会造成不必要的能量浪费。并且能量级别越高，施工成本就越高。如果可以根据不同的填土深度与不同程度上部结构的重要性来分别进行高低程度不同的夯击，这种方式下，工程的造价会更加合理，特别是针对那些大规模的强夯工程而言。

1. 2. 弊端

强夯施工中不可忽略的弊端就是由于夯锤冲击所产生的冲击波，会对周围环境造成振动，形成噪声对人的心理产生消极影响，以及造成环境振动污染。特别是施工周围建筑群比较密集，或者建筑比较临近的情况下，会导致周围建筑物出现细微的裂缝抹灰脱落开裂，造成地基下沉等不良影响。这些消极影响的程度会伴随建筑楼层的增高而增大。

2. 施工技术与主要参数

强夯施工技术的确定是由试夯决定的。需要遵循的顺序是先深层、次中层、最后表层^[2]。以现场的地质条件与工程的具体要求为依据，同时结合建筑物的特性来选择正确的参数，明确相关的工艺及相关参数。想要实现理想的加固效果，通常会将技术夯击次数设定为两到四次。特别是高能量级别的强夯一般使用三到四次施工工艺。高能量强夯点主要是对深层的土层进行加固；中能量级的强夯进行渐夯或者复打，夯点与主夯点之间，或者在主夯点上反复击打，以便形成加固中土层。而低能级的强夯则满分进行，其目的是夯实表层松土。

1. 1. 加固深度

地基处理的重要依据，就是对深度进行有效的加固。这也是对处理效果的集中反映。同时，针对饱和粉土、粉质黏土、黏土以及淤泥质土等级地基进行有效的处理，其有效深度不但与上述因素有关，排水条件也会造成影响。

1. 2. 能效级别与夯击次数

最合理的夯机能效级别，从理论上来讲，就是保证地基中出现孔隙水压力，达到土自重时所使用的夯击能效。最佳夯机能效的确定可以使用最大孔隙水压力增量值与夯击次数之间的关系曲线，或者以有效压缩率与夯击能效之间的关系曲线来确定^[3]。每一次的最理想夯击数应该保证土体竖向压缩最大，而侧向位移最小，这是明确最佳夯击次数的原则。在现场试夯可以得出具体的夯击次数。夯沉量曲线或有效夯实系数之间的关系，是确定夯击次数是最好的选择。地基土的性质可以用来确定夯击的便数。

1. 3. 夯点布置与间距

夯点布置的形式，一般采用正三角形正方形或者梅花形。以具体的工程来总结出正三角形布置的处理，以此保障地基均匀性良好。而正方形的布置，其吊机移位比三角形布置更加方便。夯点之间的间距，需要依照地基土的性质、土层厚度、建筑物具体的结构类型与要求来进行确定，明确其深度与试夯的位置。

1. 4. 间隔时间与加固范围

新的夯击作业需要在空气水压消散后才可进行。因此，其间隔时间主要决定于土的超静力水压力的消散时间，依据地基土的渗透性来确定。粘性土通常比较慢，时间超过三到四周，砂性土只需要两到四分钟就可以实施连续夯击，一般粘性土需要一到两周的时间^[4]。加固范围要超过建筑物基础的范围，以免出现边界不均匀的情况。其具体的放大范围，可以根据建筑物的类型和其重要因素来进行明确。

3. 强夯技术的发展与未来

   1. 现状

强夯技术在上世纪60年代由法国技术公司首先创造，初期的强夯施工机械主要是辅助推土机所使用的小型履带式起重机。历经几十年的发展，现阶段国外所使用的强夯机主要有三角形固定桁架臂架式、三角井字架式和大吨位安装用起重机。强夯法的使用范围非常广泛，不管是固砾石还是砂性石，都可以对绝大多数类型的地基土起到有效的加固作用。

我国在1975年引进强夯技术。刚开始普遍使用其中重量为15吨左右的履带式起重机。现在国内使用比较广泛的强夯机械有履带吊车、三脚架超重机和杭州起重机200型。

3.2 加固机理、强夯参数、施工机具

针对强夯加固机理的深入探讨，以及正确评价其加固效果的本质，同时精确计算架构的深度，需要依靠大量实际工程来进行研究。加固机理在震动的过程中，特别是针对大规模的加固基础来说。孔压的扩散和消散需要针对土骨架的影响进行综合分析，结合动力反应与动力固结相耦合的运动微分以及非线性控制方程和迭代计算方法来实现机理的加固^[5]。加固机理越完善，强夯参数的计算就会更加精确。智能、高效与环保是强夯机械发展的基本原则。融合电子化与信息化的互动，来保证强夯机械的信息化施工管理，提升液压系统的工作效率，减少维修次数。同时，想要提升强夯设备的利用效率，强夯机的多用途发展也是未来全新的发展方向。

结语：影响强夯地基处理的因素非常多，有场地本身的因素，也有设计与施工技术方面的因素，同时还包括施工机具的因素。现阶段只能依赖经验公式与试夯来对强夯进行指导。因此想要使用正确的强夯技术，还需要强化对技术的相关研究。经过强夯设计施工研究与工程实践数十年的发展，国内外强夯的适用范围与施工规模不断扩大。现阶段，伴随国内各大经济区域的迅猛发展，强夯技术在针对山地、湿陷性黄土、围海造陆、粘土加工等工程的使用中越来越广泛，这就为强夯技术的发展与进步带来了巨大的挑战与机遇。

参考文献：

[1]李准,徐涛,颜欢.软土地基强夯碎石墩施工方案及定额测定[J].高速铁路技术,2020,11(04):79-83.

[2]李玉霞.滩涂地基强夯法加固的施工技术及检测评价方法研究[J].福建建材,2020(04):44-47.

[3]杨胜业.开山石料高填方地基强夯施工技术[J].建筑技术开发,2019,46(24):123-124.

[4]杨飞飞.深地基强夯施工技术及实施要点研究[J].门窗,2019(14):68+70.

[5]高小军.汾河太原段综合治理三期工程暗涵地基强夯法施工监理控制要点[J].山西水利科技,2019(01):39-41+79.