談強夯施工技術在工程中的應用

張永宏

(山西宏廈建筑工程第三有限公司，山西陽泉 045000)

1 概述

1)強夯法是用起重機械將一個大噸位的夯錘，起吊到一定高度后自由落下，給地基以強大的沖擊能量的夯擊，從而在地基土中產生較大的沖擊波和沖擊應力，迫使土層孔隙壓縮，土料重新排列，經時效壓密達到固結，以提高地基承載力，降低其壓縮性的一種有效的地基加固方法。

2)強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度粉土、粘性土、濕陷性黃土、高填土和雜填土等地基。在加固區周圍有建筑物或設備時，需謹慎采用，必需時，應采用防振、隔振措施。

現結合陽煤120萬m輸送帶項目強夯地基處理的實際工程情況及其加固效果，對強夯法設計和施工進行簡要闡述。

2 工程概況

1)陽煤120萬m輸送帶項目位于陽泉市開發區，其北側為駝嶺頭村，西側距陽泉市義白路500m，場區東西長約470m，南北長約300 m，占地面積14萬m2。該施工場區山梁溝谷縱橫，地形起伏較大，場區土石方施工時，將北側的山梁開挖，回填到南側、西側的溝谷當中，致使南側、西側形成90 000多平方米的回填區域。填土成分土質均勻性很差，填土厚度變化較大，不適于作為地基持力層。

2)該回填區域土層分布及特征自上而下為:①層素填土:以平時開挖爆破的山體碎石、粉質粘土為主，土質均勻性很差，厚度5 m～14 m，結構松散，壓縮性高。②層粉土、③層粉質粘土:厚度較小，呈透鏡狀分布，壓縮性低，承載力高。④層泥巖:厚度變化大，上部強風化，鐵質含量較高，下部較純，鋁質含量高，節理面有紅色鐵質礦物分布，碎裂狀結構，破碎，貝殼狀斷口，壓縮性低，承載力高。

3)根據地質資料、設計平面圖、原始地形圖、復測地形現狀圖，經從技術、經濟、工期等幾方面綜合分析，決定對南側、西側回填區軟弱地層采用強夯法地基處理。

3 強夯設計

3．1 強夯處理范圍

按照每邊超出建筑物基礎外邊緣寬度宜為基底下設計處理深度的1/2～2/3，并不小于3．0 m的要求設定處理范圍。強夯處理地基面積為94 078．76 m2。

3．2 強夯單擊夯擊能

根據地基土類別、結構類型、荷載大小和要求處理的深度等因素綜合考慮，并通過現場試驗確定強夯單擊夯擊能:有效加固深度為6 m以內的區域，單擊夯擊能選擇為2 000 kN·m;有效加固深度為7 m以內的區域，單擊夯擊能選擇為3 000 kN·m;有效加固深度為7 m～14 m區域，按強夯兩層處理，即將該部分回填土挖除7 m，用5 000 kN·m夯擊能夯擊下部一層，然后二次回填至原有標高后，用3 000 kN·m夯擊能夯擊上部一層。

3．3 夯點布置及夯擊遍數

1)設計要求:夯點布置應根據基礎的形式和加固要求而定;夯點間距取決于基礎布置、加固土層厚度和土質等條件;單點夯擊數應按現場試夯和夯沉量關系曲線確定，而且應滿足最后兩擊平均夯沉量不大于5 cm，夯能較大時不大于10 cm的要求;夯擊遍數應根據地基土的性質確定，一般可為2遍～3遍;兩遍間隔時間可為1周～4周。根據這些要求，我們分部位對夯點布置、間距、單點夯擊數、夯擊遍數進行了設計。

2)5 000 kN·m夯能按6．5 m正三角形布置，強夯分3遍完成，第1，2遍夯主夯點，夯點布置成梅花狀，第2遍夯點布置于第1遍夯擊點之間。第1遍不少于13擊，第2遍不少于10擊，并且滿足最后兩擊平均夯沉量不大于10 cm，最后1遍為滿夯，能級2 000 kN·m，擊數不少于4擊，要求錘印相切。兩遍間隔時間為2周。

3)2 000 kN·m，3 000 kN·m夯能按4．5 m正三角形布置，強夯分3遍完成，第1，2遍夯主夯點，第1遍不少于12擊，第2遍不少于10擊，并且滿足最后兩擊平均夯沉量不大于5 cm，最后1遍為滿夯，能級1 000 kN·m，擊數不少于3擊，要求錘印相切。兩遍間隔時間為2周。

3．4 強夯處理后地基應達到的要求

1)通過強夯處理，使地基填土更加密實，加速了填土地基的固結速度。

2)地基承載力標準達到150 kPa。

3)通過強夯處理，使場區回填區域形成均勻性良好，沉降一致的地基。

4 強夯施工

4．1 施工區段的劃分

該場地強夯施工采用分段施工方法，每段施工順序為從邊緣夯向中央。根據地質鉆探資料，清除表土后，按軟弱土層厚度不同，把強夯處理地段分成7 m～14 m區、6 m～7 m區和5 m～6 m區三個區。

4．2 施工工藝

1)場地清理。強夯施工前，首先應該進行場地掃障清理，清除地表雜物，拆除或改移地下管線及埋置物，對周圍建筑物或設備采取一定的保護措施。

2)場地平整。在強夯機械進入場地前，應采用推土機對強夯場地進行場地平整，對于粘土、濕陷性黃土類土質的場地，可鋪設一層1．0 m厚的爆破石渣墊層，以作為強夯機械的持力層，便于強夯作業，并減小強夯時由于沖擊波的影響而造成的上部土層松動。

3)第1遍夯點放測、場地標高測量。利用控制樁對第l遍夯點位置進行定位放測，用小木樁或石灰標出，并對夯前場地標高進行測量，做好標記及記錄，繪制標高圖。

4)試夯。在強夯場地內，選擇一塊區域作為強夯試夯區。根據試夯效果，進行分析，修改強夯施工工藝參數，為正式強夯施工提供指導。

5)第1遍夯點的夯擊。a．起重機就位，夯錘置于夯點位置。b．測量夯前錘頂標高。c．夯錘起吊至預定高度后脫鉤落下，放下吊鉤測量錘頂標高，計算出單擊夯沉量。d．重復步驟c．，按設計規定的夯擊次數及控制標準，完成一個夯點的夯擊。e．移位:起重機向后退一定距離，然后起吊夯錘使其對準下一個夯點后放下，再起吊龍門架使機具準確就位，然后進行下一個夯點的夯擊作業。f．重復上述步驟b．～步驟e．，完成第1遍全部夯點的夯擊作業。

6)夯中場地平整、測量。完成第1遍夯點后，用推土機填平夯坑，并測量夯后場地標高，并計算平均下沉量。

7)第2遍夯點的放測和夯擊。第2遍夯點的布設，方法與第1遍相同。要求在規定的間隔時間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數。

8)滿夯。最后1遍為滿夯，用于加固場地表層松土。

9)終夯后場地平整、測量。滿夯完成后，最后進行一次場地平整，并測量滿夯后的終夯面標高，計算最終下沉量。

4．3 基本的技術要求

1)單位夯擊能、夯點布置、夯點間距、單點夯擊數、夯擊遍數要嚴格按照設計規定的參數進行，落錘應平穩，夯位應準確。

2)強夯加固順序應先深后淺，即先加固深層土，再加固中層土，最后加固表層土。

3)由于該工程強夯作業正值雨季，施工時，在場地四周挖設排水溝、在北側山頂設置了截洪溝，防止雨水流入場區內。夯前夯后場地平整時進行了分層碾壓，保持表面1%～2%的排水坡度，用于排除場面雨水。

4)當場地土軟弱或地下水位較高，夯坑內積水影響施工時，應進行人工降低地下水位或鋪填一定厚度的砂、砂礫或碎石等材料(墊層厚度一般為0．5 m～2 m)，使地下水位低于坑底面以下2 m，然后進行施工。如果場地夯坑內積水，應立即用污水泵排水，如有淤泥應用挖掘機挖出并運至場外，以防場地或夯坑長時間浸泡。

5)如若強夯作業進行冬季施工，應清除表層凍土后再進行強夯作業，夯擊次數可適當增加。

6)為了減少強夯對附近建筑物的振動影響，在夯區與附近建筑物之間應設置防振溝。對于碎石土地基，防振溝的深度不應小于3 m。

7)做好施工過程中的監測和記錄工作。

4．4 質量檢驗標準

1)地基強度、地基承載力、夯擊遍數及順序、夯擊范圍(超出基礎范圍距離)、前后兩遍的間歇時間應符合設計要求。

2)夯錘落距允許偏差±300 mm;錘重允許偏差±100 kg;夯點間距允許偏差±500 mm。

5 質量檢測

強夯施工結束3周后，由具有檢測資質的陽泉新宇巖土有限責任公司對強夯加固質量進行了檢測。

依據JGJ 79-2002建筑地基處理技術規范，YB 9010-98巖土工程驗收和質量評定標準，在強夯區域布設各類型檢測鉆孔40個，載荷試驗點7個，采用了連續重型動探試驗、標準貫入試驗、P—S波速測試和平板載荷試驗四種方法進行了檢測。

6 結語

檢測試驗表明:強夯處理后的地基承載力明顯提高，地基承載力和變形模量、影響深度均滿足設計要求。實踐證明強夯法由于具有操作工藝簡單，適用范圍廣，安全可靠，經濟實用等特點，在軟弱地基處理方面應用前景廣闊。

［1］龔曉南．地基處理手冊［M］．北京:中國建筑工業出版社，2008．

［2］《建筑施工手冊》編委會．建筑施工手冊(第四版縮印本)［M］．北京:中國建筑工業出版社，2006:383-385．

［3］JGJ 79-2002，建筑地基處理技術規范［S］．

［4］葉觀寶，陳望春，徐 超．強夯地基處理有效加固深度的分析研究［J］．上海地質，2003(3):22-25．