強夯法加固地基的應用研究

【摘 要】強夯法是地基處理方法之一，它適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土，濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強夯置換法。適用于高飽和度的粉土，軟流塑的粘性土等地基對變形控制不嚴的工程，在設計前必須通過現場實驗確定其適用性和處理效果。強夯法和強夯置換法主要用來提高土的強度，減少壓縮性，改善土體抵抗振動液化能力和消除土的濕陷性。

【關鍵詞】強夯法；加固地基；應用

1 前言

強夯法，又稱之為動力固結法，是用起重機械將8t—40t的夯錘起吊到6m—25m的高度自由落下，給地基以強大沖擊能量的夯擊，使土中出現沖擊波和沖劑應力，迫使土體孔隙壓縮，土體局部液化。在夯擊點周圍產生裂縫，形成良好的排水通道，孔隙水和氣體溢出，使主粒重新排列，經時效壓密達到固結，從而提高地基的承載能力，降低其壓縮性的一種有效地基加固方法，也是我國目前最為常用和最經濟的深層地基處理方法之一。1957年，英格蘭的道路研究所就曾運用普羅克特（Proctov）擊實原理進行過深層土體的壓實處理，但直到1970年前后，強夯法才在法國工程師路易斯?梅納（Louis?Meiiard）的開發和倡導下，真正大規模地應用于深層土體的加固處理中。強夯法最初僅用于加固圓錐探頭阻力9s低于l0MN/ mZ的砂和碎石層，隨著施工機械和施工工藝水平的提高，實踐證明，強夯法也可用于粘性土地基的加固處理。

2 強夯技術的特點

1、強夯技術適用于各類土層：不僅可以用于加固各類砂性土、粉土以及一般的粘性土，還特別適宜加固一般處理方法難以加固的大塊碎石類土以及建筑、生活垃圾或者工業廢料組成的雜填土。在運用其他技術的基礎上也可用于軟土地基的加固。

2、此技術運用的范圍比較廣泛：強夯技術可用于工業和民用建筑、重型構筑物、設備基礎、公路、鐵路、橋梁、港口碼頭等的建設。

3、運用強夯技術進行加固的效果比較顯著：地基經強夯技術處理之后，地基的承載能力能夠得到明顯的提高，增加干密度、減少孔隙比，降低壓縮系數，消除濕陷性、膨脹性，防止振動液化。

4、運用強夯技術的施工機具簡單：主要包括履帶式起重機。在起吊能力有限的情況下，可輔以龍門架等設施。

5、由于強夯技術不需要材料，因此，在一定程度上，節省了建筑材料的購置、運輸、制作等費用，除了必要的油耗之外，沒有其他的消耗。

6、功效高、施工速度快。每臺設備每月可處理地基面積為5000m²~10000m²，比樁基可加快進度1倍~2倍。

3 強夯法的施工工序

1）清理并平整施工場地；2）標出第一遍夯點位置，并測量場地高程；3）起重機就位，使夯錘對準夯點位置；4）測量夯前錘頂高程；5）將夯錘起吊到預定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程，若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時將坑底整平；6）重復步驟5，按設計規定的夯擊次數及控制標準，完成一個夯點的夯擊；7）重復步驟3~6，完成第一遍全部夯點的夯擊；8）用推土機將夯坑修平，并測量場地高程；9）在規定的時間間隔后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數，最后用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。

4 強夯法加固地基機理研究

目前，關于強夯法加固的機理還沒有形成一致的觀點。一般的觀點認為，強夯法是在極短的時間內對地基土體施加巨大的能量。這種巨大的能量，將轉化為各種波型傳到地下。首先，先到達某指定范圍的波是壓縮波，它使土體受壓或受拉，能引起瞬時的孔隙水匯集，因而使地基土的抗剪強度大為降低，據理論計算，這種波以振動能量的7%傳播出去，緊隨壓縮波之后的是剪切波，它以振動能量的26%傳播出去，剪切波會導致土體結構的破壞。另外的面波以振動能量的67%傳出，在夯點附近造成地面隆起。土體在這些波的綜合作用下，土體顆粒進行重新排列相互靠攏，排出孔隙中的氣體，使土體擠密壓實，提高強度。

根據這種普遍認為的觀點，地基土經強夯法加固后，其強度提高過程大致可分為四個階段：夯擊能量轉化，同時伴隨強制壓縮或者振密（表現為土體中水及氣體排出，孔隙水壓力上升）；土體液化或土體結構破壞（表現為土體強度降低或抗剪強度喪失）；排水固結壓密（表現為滲透性能改變，土體裂隙發展，土體強度提高）；觸變恢復并伴隨固結壓密（包括部分自由水又變成薄膜水，土的強度繼續提高）。

5 強夯法加固地基在建筑中的適用范圍

強夯施工方法具有施工機具簡單、施工方便，加固地基效果顯著，適用范圍廣泛，能縮短工期，降低工程造價。一般來說，強夯地基適用于處理碎石、砂土、雜填土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土等，但是，現場的監理應該參照地勘報告，掌握有關的技術指標，如土層顆粒的組成、孔隙比，液性指數等，而對于有建筑垃圾、工業廢料等雜物的雜填土，還要查清雜物的分布范圍、深度、有機質的含量以及對基礎有侵蝕性。由于濕陷性土浸水后會產生附加沉降，其濕陷系數也應作為一項控制指標。在工程中是否考慮選用強夯基礎是由設計決定的，但監理在必要的時候要提醒設計要對以上的技術指標進行綜合的考慮。

6 強夯法加固地基的相關措施

1、做好強夯地基的施工監控。由于強夯地基的許多技術參數都要求在試夯以及施工過程中確定。因此，加強對強夯地基的試夯以及施工監控，及時掌握各項技術參數尤為重要。強夯施工開始后，監理工程師應進行全程旁站檢查，重點是要對設計參數進行驗證，發現偏差要及時反饋給設計。監理工程師在監控的過程中要注意一下幾點：掌握設計意圖、審核施工單位資質、認真審核施工方案、旁站檢查和記錄、安全控制。

2、在進行強夯施工前，要在施工現場選取一個或者多個試驗區，進行試夯或者試驗性施工。試驗區數量應根據建筑物場地復雜程度、建設規模以及建筑類型來確定。施工過程中，應該嚴格遵守技術參數要求進行施工。施工后做好質量檢測，并做好后期工作。

3、對工程的質量要進行全方位的控制。首先要對建設工程所有工程內容的質量進行控制。并且是建設工程質量目標的所有內容進行控制，同時，也要對影響建設工程質量目標的所有因素進行控制。

7 結束語

用強夯法加固路基其本身具有施工工藝、設備簡單，易操作和控制，工程造價低等諸多優點，是目前常用的一種地基處理方法，但其本身也有它的局限性和不足點，有待于我們日后不斷的改進和創新，使其更廣泛的應用于我們的工程施工過程中，更好的為服務于工程建設工作。