強夯法在地基基礎(chǔ)加固中的應(yīng)用

胡軻

（浙江廣廈股份有限公司，浙江 杭州 310013）

強夯法最早在我國實驗研究是在1978年，而國外最先創(chuàng)用的的是法國的Menard技術(shù)公司于20世紀60年代開始創(chuàng)用。一般的建筑人員都知道，在建筑施工時，采用強夯法對黃土地基，可以消除黃土地基的濕陷性。大大提高了地基的承載能力以及壓縮模量，再加上這種方法在施工過程中方便，經(jīng)意效益高，越來越得到建筑單位和相關(guān)人士的應(yīng)用。但是如何在施工中選用航點布置方式，怎么控制好夯擊的力度以及夯錘落距的選擇都會直接影響到地基加固后的效果。筆者根據(jù)自己的經(jīng)驗結(jié)合了一些工程實例進行強夯法合理科學(xué)技術(shù)參數(shù)的探討，希望對類似的工程施工有一些作用。

一、概述強夯法加固地基的機理

所謂的加固機理，就是利用起重機或者相類似的機器將足夠噸位的重錘吊起到需要的高度，然后再自行自由下落，相應(yīng)的地基在極短的時間內(nèi)由于受到重錘施加的一個巨大的沖擊能量，土地經(jīng)由反復(fù)沖擊產(chǎn)生的壓縮波、瑞利波以及剪切波受到瞬間的加荷、卸荷及剪切的作用，改變了土質(zhì)中土粒原有的位置形態(tài)，使它們產(chǎn)生位置移動，形成一種比原來的形式更穩(wěn)定的狀態(tài)，使原有的土體增加密度，提高強度。掌握好強夯法加固地基的機理才能在實踐中準確的運用，正確的計算出相關(guān)的參數(shù)，運用理論知識事先進行設(shè)計。

二、影響強夯的技術(shù)參數(shù)

1、必需的機具設(shè)備。機具設(shè)備在強夯加固地基中很重要。主要的機具設(shè)備包括履帶型起重機，夯錘和自動式脫鉤。履帶起重機具有穩(wěn)定性好應(yīng)穩(wěn)定性好，耐振動性強的特點。但是其起重能力應(yīng)該大于或者等于夯錘重量的1.5倍，吊臂長度應(yīng)滿足夯錘起吊高度的要求吊臂在要求的起重量下，回轉(zhuǎn)半徑應(yīng)不小于6m。一般夯錘的底面積圓形的比較合適。夯錘的重量應(yīng)該根據(jù)被加固的涂層的厚度以及夯擊能量的大小由設(shè)計來定。自動脫鉤要選擇有足夠的強度和耐磨性的自動脫鉤，并且掛鉤要輕便脫鉤要具備足夠的靈活性。

2、夯錘的底面積。在決定夯錘錘重的前提下，正確的選擇一個合適的錘底面積是保證夯后加固效果的重要途徑之一。根據(jù)實踐調(diào)查表明，當夯錘重量為100～200KN時，錘底面積應(yīng)該介于4.5～6.0m2之間，夯錘單位面積承受的靜壓力G在20～35KPa之間比較適合。公式如下公式中：Q=夯錘的重量（kN）；F=夯錘的底面積（m2）

3、夯擊能量。下列式子中QH表示的是夯錘的重量和落距之間的乘積，即夯擊能量。需要處理的黃土層的厚度用D表示，在夯錘重量一定的情況下，落距就是唯一的影響夯擊能量大小的因素。即：增大或者減小夯錘的落距決定夯擊能量的提高與降低。其初步估算有效影響深度可以用下列公式進行計算公式中D=加固地基的影響深度(m)；Q=錘重(kN)；H=落距(m)；K=系數(shù)。濕陷性黃土系數(shù)表示為0.34～0.5，砂土系數(shù)表示為0.6～0.8。

4、夯位排布。強夯夯位的排布，可以分為兩種：一種是根據(jù)地基強夯夯位的排布；另一種是根據(jù)基礎(chǔ)平面形狀而定分正方形或梅花形兩種排布法。需要加固的土層的厚度決定夯點的分布。加固土層比較厚深時，其間距應(yīng)該大些；加固土層比較淺時，其間距應(yīng)該小些。各夯點之間的中心間距適合以1.4～2.0倍的距離作為錘底直徑。強夯每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度不宜小于3.0。

5、夯擊遍數(shù)。在我國的建筑施工的過程中，絕大多數(shù)的夯擊遍數(shù)為一遍，并采取連續(xù)夯擊的夯擊方法。主夯完成后，再用夯錘低落距產(chǎn)生的用小能量對表層松土進行小夯。也可將松散的表面土層壓實或清除，在夯面以上設(shè)置合適厚度的灰土墊層。

6、夯擊沉陷量。松散的地基土在夯錘的夯擊下，將會很大程度的沉陷。強夯地基的夯沉量與夯擊能量大小以及地基土的松散程度有關(guān)。夯擊能量高，夯沉量大；土質(zhì)松軟，夯沉量也大。在強夯施工前，濕陷性黃土地基應(yīng)該先把地表耕植土層清除掉。但是要注意，地基夯沉量小于基礎(chǔ)埋深時,還需挖除多余土層到設(shè)計開夯標高。若地基夯沉量大于基礎(chǔ)埋深時，將會使基礎(chǔ)下土或灰土墊層變厚，造成整個房屋的增加造價，因此，想要在建筑施工的過程中減少投資就要正確的掌握夯擊沉陷度，科學(xué)合理的清除地表土和多余土層，把握好土層的厚度。黃土的性質(zhì)決定夯擊的沉陷量，夯打擊數(shù)一般需要通過試夯來確定。夯打基數(shù)和沉陷數(shù)量密切相關(guān)。但要遵循土體豎向壓縮最大，側(cè)向位移最小的原則。根據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計資料和相關(guān)工程實例分析：主夯點處一般大于等于12擊，主夯點處最后兩擊的平均夯沉量不大于5cm為宜,拍夯點處夯擊能量應(yīng)該減半，擊數(shù)減少為3～5一擊，并拍平地基表面。

7、相鄰夯擊兩遍間的間歇時間。受到夯擊的土質(zhì)決定相鄰夯擊兩遍間的間歇時間，在建筑工程施工的大量實例與實驗證明，對于軟粘土，夯完后的瞬間，孔隙水壓力的最大值會出現(xiàn)。當每次的總夯擊能量越大，那么孔隙水壓力遣散的時間越長，因此間歇時間大約在一個月左右。對于砂性土，孔隙水壓力的最大值出現(xiàn)在夯完后的瞬間，其水壓力小三的時間也短，只有3～4分鐘。因此，就土質(zhì)性質(zhì)而言，砂性土、黃土、可以連續(xù)作業(yè)。

三、夯擊法施工之前要做的準備工作

強夯施工前必須熟悉的有關(guān)資料有這些：（1）施工所在地工程地質(zhì)詳勘報告；（2）基穴普探圖；（3）夯位圖以及基礎(chǔ)平面圖；（4）強夯地基的相關(guān)設(shè)計要求；（5）保障強夯質(zhì)量和工期的有效措施方案。在開夯前，要按要求清除地下管線、硬質(zhì)物體等障礙物。對于埋深大于處理深度的坑洞，應(yīng)該事先處理好。埋深較淺的洞坑，洞穴以及局部土質(zhì)比較松軟的地基，應(yīng)該在地面上做出相應(yīng)的標志，施工時應(yīng)注意加強夯擊。在施工過程中遇到的特殊問題無法解決，應(yīng)該及時和相關(guān)部門以及設(shè)計單位聯(lián)系，共同商討處理方案。

小結(jié)：近幾年來，由于我國的建筑施工發(fā)展的比較快，相應(yīng)的地基加固技術(shù)發(fā)展得也很快，其中強力夯實法越來越受到人們的重視，在許多工程上得以應(yīng)用。它的優(yōu)點在于不需大動土方，不需多費任何建筑材料，具有簡單的操作過程，施工的進步也很快，施工的工期短，經(jīng)濟效益高等特點。并且這種方法適用范圍廣，在處理粘土，砂土，雜填土及濕陷性黃土的土質(zhì)地基中都可以使用。對消除濕陷性黃土的濕陷性有良好的明顯效果。強夯法施工過程簡便、設(shè)備不復(fù)雜、施工工期短、工程造價低所帶來的經(jīng)意效益明顯。正是由于上述特點，強夯理論的研究才顯得不夠充分。本文在此也只是做了初步的探討，希望能得到同行的指點，學(xué)到更多的東西。

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