軟土地基處理中強夯法的應用

卜永林

鄧州市公路管理局，河南鄧州 474100

1 強夯法概述以及工藝特征

1.1 強夯法概述

強夯法出現在上個世紀的中期，也可以稱之為動力固化技術，就是利用起重機將重錘提升至一定高度然后利用重錘的自由落體運動向地面形成一個較大的沖擊，沖擊力通過土層直接傳導至地基，對土層產生沖擊波，以此克服土層顆粒之間的阻力使得地基產生變形，積壓排水，實現對地基的壓縮并加固。強夯法是利用功能的轉換實現了對基礎的加固。其具備工藝簡單，夯土強度大深度大、設備簡單、效果好且成本低、施工周期短等優勢。所以強夯法已經被廣泛的應用在碎石土、雜填土、砂類土、非飽和粘土等等，隨著技術成熟，在淤泥土、塑性土等地基加固中也得到了應用。

1.2 強夯法的施工工藝

強夯法的施工流程較為簡單，但是需要在實際施工前進行試驗，確定施工的方案，然后才能進行大面積的強夯施工。首先進行試驗夯擊，其目的就是針對施工場地來測試多種夯擊參數，從中選擇最佳的夯擊參數，通過對參數修正形成最終的強夯施工方案。完成測試后將數據進行匯總并形成施工方案，然后指導施工，完成后對強夯的結果進行檢驗，最后是交工。

與強夯相關的技術參數包括夯擊能、夯擊次數、夯擊遍數、夯擊間距、夯擊點、加固范圍、間隔時間等等，這些都應在測試后獲得準確的參數。可以利用對應的額修正公式計算夯擊能。夯擊次數是保證加固效果的重要參數，可以按照測試結果形成夯擊和沉降效果的曲線，從而選擇最佳夯擊次數，也可根據不同的土質選擇夯擊次數，如粘土為3-8次；碎石土、砂礫等等2-3次。夯擊間距設置為5m-9m，主要是利用工程經驗數據來參考，按照土層加固的深度來調整。通常的夯擊點布置有兩種形式，單點間距為錘徑的1.5-2.5倍，按照方形或者梅花形設置夯擊點；加固范圍小于3m的應根據建筑工程特征來確定，通常應超出設計深度的0.5倍；間隔時間應根據超靜孔隙水的滲透情況來確定，粘土為數周、砂土相對短。

2 強夯法在軟土地基處理中的應用

2.1 強夯施工的準備

設備組織：強夯的機具相對簡單，主要設備是起重機，如：起重能力為100T的履帶式起重機，并設置安全裝置，反之在夯擊的過程中出現吊臂后仰的情況。夯錘選擇通常按照不同的地基土質來選擇，錘徑。夯錘的地面會設置有排氣孔，孔徑設置在250mm-300mm之間。自動脫鉤裝置應具備足夠的強度，在施工前應測試脫鉤機構的靈活性，并保持夯錘平穩落下。場地準備，施工前應對施工場地進行平整，施工道路修筑完成，對表面的松散土層進行預壓；配合修筑排水系統，防止場地內出現積水。

2.2 強夯法的施工工藝

2.2.1 夯擊試驗

如前所述施工前應進行測試，首先對地質情況進行勘察，探孔設置為4-6個，選擇其中3個作為標準的試驗孔。試驗過程中做好相關數據記錄，主要是針對夯擊高程、夯擊隆起量、影響范圍、夯擊次數、夯擊遍數等等，測試完成一周后，對夯擊的結果進行測試，主要檢查加固效果能否滿足合計要求。并確定其夯擊參數，按照該參數進行測試直至數據確定，并形成方案來指導施工。

2.2.2 施工方法和參數

強夯施工在施工中需要控制夯擊點和滿夯的技術參數，以某個工程為例，其點夯被分為三個批次，第一批夯擊能2000kn.m；第二、三批為2500kn.m；點夯夯擊的技術應保證最后兩次夯擊的沉降小于50mm，夯擊后夯擊點周圍土層不會發生大的隆起，不會出現夯擊后提錘困難等情況。夯擊點布置選擇為4.5m正方形。點夯方式為三次點夯，采用隔行不隔點形式布置。兩次夯擊間隔時間按照試驗確定的時間為宜。

滿夯的技術參數：通常選擇夯擊能1000kn.m；夯擊次數為三次；滿夯方式就是對整個場地進行全面積的夯實，夯擊印的應保證搭接面積在1/4個錘底面積。滿夯完成后應進行承載力的測試然后才能交付使用。

2.2.3 強夯法的施工保障

強夯的施工需要保證場地的平整且可以承載夯擊設備的載荷，同時施工前應對場地內的障礙以及地下管線進行清理；強夯的設備必須滿足強夯設計要求，以及提升高度的要求，并設置安全裝置保證起重機在進行施工時出現后傾或者吊臂的振動。安裝裝置通常是在臂桿的頂部設置鋼絲，與前方的推土機連接，不進行施工時推土機可以參與平整場地；夯擊完成一次后，應測量場地平均的沉降高度，然后回填夯土坑，這樣才能進行下一次強夯施工，施工中平均的下沉量應必須按照設計要求；強夯的時候，首先應檢查夯錘使之保持在中心位置，如果出現偏心應進行調整，使之保持平衡，防止夯坑出現傾斜。夯擊過程中要保持夯擊位置準確，如果出現錯位或者夯坑傾斜過大則應進行回填然后進行補充夯擊。強夯的過程中會對地基以及周邊建筑產生振動，所以夯擊中應使得夯點與周邊建筑保持15m以上的距離。如果間距不能控制則應增加隔振溝，其深度應超過建筑的坑基礎深度，并滿足一定的長度，或者直接將夯場包圍起來。

2.2.4 雨季施工的措施

強夯施工應盡量在旱季進行；如果在雨季施工，則應做好施工場地的排水處理，保證場地相對干燥，保持強夯的效果；對強夯的區域應進行及時的表面處理，如碾壓等，使之達到施工條件；起重機在雨后進入到場地后，應先檢查場地的情況，嚴謹在虛土以及低洼地區作業，同時應進行測試，保證起重機可以穩定施工后才能進行施工。

3 強夯施工的檢驗

完成強夯后應對強夯的效果進行檢驗，通常是在結束施工后的兩周后對其質量進行檢查。檢查應交由相關單位進行，以此保證施工的質量控制。檢驗方式有很多種，其中可以利用動力觸探和壓板載荷進行測試。具體情況如下：

動力觸探檢驗：在檢驗中按照相關規范進行操作，利用動力觸探試驗的相關規程進行檢查，也是利用起重機進行落錘試驗，連續錘擊夯實場地，錘擊的速率控制在30次每分鐘以下，貫入器倒入土層10cm的錘擊數即為檢測試驗的結果。修正后的錘擊數量進行參考。試驗的目的就是檢測垂直方向上的承載力分布情況，以及夯實深度和影響深度等，檢測中按照基礎設計要求進行檢測網格布置，以此保證檢驗的質量。

壓板載荷檢驗：該項測試主要是檢驗較深范圍的地基土的承載能力的改變情況。按照上述動力觸探的結果來對場地內相對薄弱的位置進行壓板載荷的檢驗。按照相關要求加載的總重量應按照設計載荷的兩倍進行設置，試驗中按照標準利用預制的混凝土塊作為壓在件，每個壓在件的重量為固定值。針對設定的壓在點進行檢測，采集數據繪制載荷和沉降的值，以此檢測強夯的質量情況。

4 強夯法施工要點

施工中如果錘重為15-25t的范圍內，錘重可以取相對小值也可以滿足實際的施工需求，這樣可以減少成本支出。如果在砂質土或者砂礫粘作為回填土時，應分層進行回填，同時利用壓路機進行壓實，其夯實沉降量應為加固深度的1/6左右，因此填土的壓實預增的標高應在估算夯擊沉降量的基礎上增加一定的高度。強夯法施工中難免會產生振動，隨著夯擊的遍數增加其振動會增加，對場地周圍的建筑尤其是水塘等，此時應設置必要的防護措施，同時強夯的施工前或者施工后都應對影響到的建筑物進行檢測，監控其沉降的情況。強夯處理的范圍應大于工程的基礎面積，每一側超出的邊緣寬度應在設計基礎上增加處理的深度，但是深度不應大于3m。地基范圍內如果有天然地基和強夯處理的回填土地基的情況下，應進行延伸強夯，防止出現不均勻的沉降。還應注意強夯法對就填土區和原裝土區域的地基處理效果較好，對能進行強夯的區域以及適應強夯法處理的建筑基礎應優先選擇采用強夯法。

5 結論

綜合上述分析，強夯法是一種較為簡單地基加固技術，但是地基的地質情況往往十分復雜，尤其是在軟土地基上應用強夯法，雖然技術優勢明顯，但是在實際操作中必須對場地的基本情況進行細致勘測，保證強夯法以及技術參數的適應性。同時強夯沖擊容易導致砂土的液化，因此在應用中必須加強對基礎的預先處理，以及試夯時對基礎加固效果的測試，保證強夯的技術參數滿足設計需求。最后還應重視施工中的安全保障措施，對現場的人員和設備的安全性進行檢查和防范，以此提高施工的安全性。

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