建設(shè)工程土地基加固處理中強(qiáng)夯法應(yīng)用研究

苗新立

（河南省盛達(dá)建設(shè)有限公司，河南 鄭州 450046）

土地基加固處理中的強(qiáng)夯法因具有設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、適用范圍廣、節(jié)約材料等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。強(qiáng)夯法是軟土地基承載力有效加大的技術(shù)，該方法主要選用重錘從相應(yīng)高度下落對(duì)土層進(jìn)行夯擊，達(dá)到土質(zhì)快速固結(jié)的效果。該方法也叫做動(dòng)力固結(jié)法，其工作原理是通過(guò)起吊機(jī)械，向10 米到40 米高度提升重錘（10t 到40t），并讓重錘自行下落，在夯擊力與沖擊波的影響下，對(duì)土層進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)。

一、強(qiáng)夯法概述

強(qiáng)夯法是軟土地基承載力有效加大的技術(shù)，是選用重錘從相應(yīng)高度下落對(duì)土層進(jìn)行夯擊，達(dá)到土質(zhì)快速固結(jié)的效果。該方法也被叫做動(dòng)力固結(jié)方式，通常是用起吊設(shè)備吊起重10t 到40t 的巨型夯錘，使其在10 米到40 米高度垂直土地基做自由落體運(yùn)動(dòng)，由此產(chǎn)生強(qiáng)大的振動(dòng)和沖擊力來(lái)對(duì)土層進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)，夯擊錘在夯坑周圍產(chǎn)生的應(yīng)力波將土地基變得更加緊實(shí)，以此加固土地基[1]。砂性土、非飽和黏性土及雜填土地基施工中往往選用該方法。不間斷夯擊及分遍間歇夯實(shí)為非飽和黏性土地基的主要施工方式。利用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方式，可對(duì)工程建設(shè)具體夯實(shí)次數(shù)、深度進(jìn)行準(zhǔn)確確定。一般情況下，夯實(shí)能量為100t 到200t，夯實(shí)有效深度可控制在3m到6m。如果對(duì)含水率較高的土質(zhì)使用強(qiáng)夯法加固，會(huì)因較大的沉降量而難以控制夯擊位置，進(jìn)而加大土地基加固處理的難度[2]。

二、強(qiáng)夯法的設(shè)計(jì)

（一）強(qiáng)夯夯擊次數(shù)

根據(jù)建筑物的使用要求和土地基土的性質(zhì)確定夯擊的遍數(shù)，通常夯擊2～3 遍，按照夯坑出現(xiàn)最大壓縮量，夯坑周圍隆起最小的量確定終夯夯擊次數(shù)[3]。另外除了根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試夯所得的夯擊次數(shù)和夯沉量的關(guān)系曲線確定終夯之外，還應(yīng)該保證夯坑周圍的地面不產(chǎn)生較大的隆起，不能因夯坑太深而給起錘帶來(lái)困難。

（二）夯點(diǎn)的間距

應(yīng)該根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類型、地下水、土地基土情況綜合確定，一般情況是夯錘直徑的1.5～2.0倍，如果夯擊能量比較大時(shí)，可以適當(dāng)加大夯點(diǎn)的間距。

（三）強(qiáng)夯的間隔時(shí)間

強(qiáng)夯的間隔時(shí)間指的是兩遍夯擊間隔的時(shí)間，兩遍夯擊的間歇，可以使土中超靜孔隙水壓力消散[4]。一般兩遍夯擊的間隔時(shí)間應(yīng)大于一周（石料為主的填土層除外）；對(duì)于滲透性較差、含水量較高的黏性土地基，間隔時(shí)間應(yīng)大于3～4 周，使超靜孔隙水壓力消散達(dá)到85%以上。如果施工單位有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，也可以縮短間隔時(shí)間。

（四）加固深度和最佳夯擊能

土地基加固處理方案的重要依據(jù)是敏感參數(shù)，采用強(qiáng)夯法雖然能有效加固深度，但應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)試夯確定強(qiáng)夯的有效加固深度。理論上把使土地基出現(xiàn)的孔隙水壓力可以達(dá)到土的自重應(yīng)力的夯擊能稱為最佳夯擊能，如果孔隙水壓力的增加值隨著夯擊次數(shù)的增加而逐漸達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，可以把此時(shí)的夯擊能稱為最佳夯擊能，還可以綜合考慮土地基土的結(jié)構(gòu)類型、要求處理的深度、擬建建筑荷載大小等因素，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試夯最終確定[5]。

三、強(qiáng)夯法施工技術(shù)控制要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

平整場(chǎng)地，按照勘察報(bào)告中場(chǎng)地地下水的分布特征，提前設(shè)置排泄地下水的通道或降低場(chǎng)地的地下水；按照施工順序，從邊緣向中間分段進(jìn)行施工[6]。夯實(shí)的時(shí)候按照設(shè)計(jì)的夯實(shí)參數(shù)進(jìn)行夯實(shí)，使夯實(shí)的質(zhì)量得到保障，并用新土把夯實(shí)之后的夯坑填平；在強(qiáng)夯施工中應(yīng)該讓夯錘自由落下，沖擊產(chǎn)生的震動(dòng)會(huì)對(duì)周邊建筑物造成影響，土地基土的土質(zhì)特性決定了震動(dòng)烈度的大小，夯擊順序應(yīng)該由臨近建筑物逐漸向遠(yuǎn)處移動(dòng)，為了使夯擊震害減少，可以在周邊設(shè)置隔離防震溝；應(yīng)控制回填土的含水量在最優(yōu)含水量范圍之內(nèi)，如果含水量比最優(yōu)含水量低，采用鉆孔灌水或?yàn)⑺疂B透。在雨天進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí)應(yīng)采取措施防止周邊雨水匯入場(chǎng)地，如設(shè)置截洪溝、排水溝等；對(duì)施工過(guò)程做好記錄，并對(duì)夯錘的落距和質(zhì)量、夯前的夯點(diǎn)位置、夯坑位置、夯擊遍數(shù)和測(cè)量的標(biāo)高數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查；按照設(shè)計(jì)布置的夯點(diǎn)嚴(yán)格進(jìn)行放線和夯擊，并根據(jù)試夯確定的間隔時(shí)間、夯擊遍數(shù)、夯擊擊數(shù)、落距、錘重等參數(shù)進(jìn)行施工；施工中應(yīng)該安排人工導(dǎo)向，在滿夯時(shí)對(duì)吊車的位置隨時(shí)調(diào)整，避免以吊車為中心的扇形面出現(xiàn)。

四、強(qiáng)夯法在巖土地基加固處理中的應(yīng)用

（一）工程概況

某工程的土地基加固處理法為強(qiáng)夯法，工程施工場(chǎng)地是非自重的濕陷性黃土場(chǎng)地。該土地基運(yùn)用強(qiáng)夯法對(duì)土地基進(jìn)行加固處理和回填，采用二遍強(qiáng)夯施工，第一遍是點(diǎn)夯，第二遍是滿夯，布點(diǎn)為梅花形。完成強(qiáng)夯平整場(chǎng)地后，運(yùn)用鏈軌機(jī)械振動(dòng)碾壓至加固土地基的要求。

（二）操作步驟

回填70cm 的黃土后進(jìn)行場(chǎng)地平整；針對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行分區(qū)，然后就第一遍夯點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，并測(cè)量好場(chǎng)地的高程；同時(shí)在指定的合理位置安置起重機(jī)，將夯錘和夯點(diǎn)位置對(duì)準(zhǔn)；在強(qiáng)夯之前需準(zhǔn)確測(cè)量夯錘頂高程；當(dāng)夯錘升至相應(yīng)高度時(shí)，脫鉤裝置自動(dòng)開(kāi)啟，夯錘脫鉤自由下落。此時(shí)，放下吊鉤并測(cè)量夯錘頂部高程，若發(fā)現(xiàn)坑底部?jī)A斜或夯錘歪斜，則需及時(shí)平整夯坑底部，然后重復(fù)以上步驟；依照設(shè)計(jì)要求的夯擊次數(shù)與控制標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊；把夯錘移到下一夯點(diǎn)，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊；用挖掘機(jī)將夯坑填平，之后對(duì)場(chǎng)地高程進(jìn)行測(cè)量。

（三）單遍點(diǎn)夯夯擊收錘及控制標(biāo)準(zhǔn)

每個(gè)夯點(diǎn)每遍夯擊次數(shù)應(yīng)該大于八擊，最后兩擊平均夯沉量小于50mm（夯擊能小于4000KN·m），保障夯坑周圍的地面不能有較大的隆起產(chǎn)生，不得出現(xiàn)因夯坑較深而出現(xiàn)起錘困難的情況。

（四）間歇期

強(qiáng)夯間歇期第一遍點(diǎn)夯后間歇7 天，第二遍間歇12天。根據(jù)操作步驟完成施工后，對(duì)夯后場(chǎng)地的高程進(jìn)行測(cè)量。

（五）強(qiáng)夯質(zhì)量檢測(cè)

檢驗(yàn)強(qiáng)夯效果的方法主要有土工試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜載荷試驗(yàn)等[7]。一般的工程應(yīng)該采取兩種或兩種以上檢驗(yàn)方法，重要的工程項(xiàng)目應(yīng)該增加檢驗(yàn)的項(xiàng)目，還可以針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)做大壓板載荷試驗(yàn)。隨著夯擊后間歇時(shí)間的增加土體的強(qiáng)度也隨之增加，對(duì)強(qiáng)夯效果的測(cè)試應(yīng)該在強(qiáng)夯之后的1～4周之內(nèi)進(jìn)行，在強(qiáng)夯結(jié)束后不應(yīng)該立即測(cè)試，否則會(huì)測(cè)出偏低的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷深入，對(duì)工程質(zhì)量提出了更高的要求。強(qiáng)夯法具有操作簡(jiǎn)單、效率高、在施工中應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，能有效地提高承載力和穩(wěn)定性。本文主要就土地基加固處理中的強(qiáng)夯法進(jìn)行了分析研究，以供參考。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量控制工作，及時(shí)修正出現(xiàn)的各種問(wèn)題和偏差。通過(guò)一系列綜合有效的措施，保證路基的承載力和穩(wěn)定性，提高工程施工質(zhì)量。