強夯法在建筑工程地基處理中應用

李忠立

湖南省機械化施工有限公司 湖南長沙 410000

1 強夯法概述

1.1 基本概念

強夯法利用重量為100-400kN的夯錘從高位自由落體的勢能對地基形成沖擊，通過相應的沖擊和振動提高土體強度，降低土體壓縮性，20世紀70年代末開始在我國進行推廣應用。在對雜填土、砂石土、粘性土、沙土、濕陷性黃土等地基進行處理的過程中，強夯法應用較多。

1.2 基本機理強夯法

通過反復重錘提升到一定高度，然后通過自由下落產(chǎn)生巨大沖擊，對地基進行夯實。使用強夯法能夠提高地基承載能力，降低土層壓縮性，改善其抗液化的能力，同時消除土層的濕陷性或溶陷性問題[1]。強夯法加固針對不同土體的機理是不同的，對于多孔隙、粗顆粒、非飽和的土體，強夯法是通過強夯的沖擊能量減少土體孔隙，使得土體變得密實，提升地基承載能力，在夯實過程中將土層中的氣擠出，其夯實形變來源于土顆粒的相對位移，對于細顆粒飽和土體，強夯法是通過動力將其固結，強夯的沖擊能力破壞了土體結構，出現(xiàn)局部液化且產(chǎn)生裂隙，增加了土體排水的通道，為孔隙水的逸出提供通道，當超孔隙水的壓力消散后，土體固結，就能有效提升土層強度。

1.3 基本特點

首先，強夯法施工工藝、設備較為簡單，一般只需要一臺起重設備及配套的重錘，利用起重設備吊起重錘，然后使其自由落體，操作極為簡便，施工質量控制非常容易；其次，強夯法能夠適應多種情況的地基處理，可以針對各類軟土地基進行加固，特別是針對碎石類填土地基的處理效果更好；再者，采用強夯法的效果較好，經(jīng)夯錘夯實后地基土體強度提升較大，有效降低了土層的壓縮性和沉降量，可有效避免震區(qū)砂土液化問題，降低甚至消除大孔隙土體的濕陷等級；另外，強夯法施工效率高、速度快，有數(shù)據(jù)表明，單臺套設備設施每月可以處理五千到一萬平米的地基，遠高于樁基施工速度；最后，強夯法的經(jīng)濟性高，能夠大大減少地基處理過程中對于水泥、鋼材、木材等建筑材料的使用，相較于采用樁基方式進行地基處理的方式，整體加固成本較低。

2 強夯法在建筑工程地基處理施工中的應用情況

2.1 配置施工設備

強夯法施工工藝、設備較為簡單，一般只需要一臺起重設備及配套的重錘，因此，其施工設備的配置主要考慮兩個方面，一個是現(xiàn)場使用設備，另一個是附屬配套設施。

對于現(xiàn)使用設備來說，主要包括起重設備和配套重錘。起重設備可以使用十五噸以上履帶式起重機，其起重能力要大于夯錘重量的1．5倍，這種設備行走方便、穩(wěn)定性好，同時帶有自動脫鉤裝置，并保證十至十四米的起重高度，在施工過程中為了避免夯擊臂桿后仰，通過在臂桿端部設置輔助門架等措施進行防傾覆；配套重錘一般選擇十到四十噸重錘，底面為圓形或方形，一般情況下圓形較為適宜，其錘頭直徑及錘底面積要根據(jù)建筑工程現(xiàn)場情況進行確定[2]。為排除錘擊過程中存在的空氣，減少空氣阻力，可以在重錘底面對稱設置與頂面貫通的排氣孔。對于附屬配套設施，主要是電焊機、裝載機、加油機，以及相應測試項目使用的檢查、試驗儀器。

2.2 施工前的準備工作

強夯施工前必須先了解建筑工程施工區(qū)域的工程地質情況，獲得基穴普探圖、夯位圖、基礎平面圖、強夯地基的設計要求、質量保障措施及方案。在開夯前，要按要求清除地下管線、硬質物體等障礙物。對于埋深大于處理深度的坑洞，應該事先處理好。埋深較淺的洞坑、洞穴以及局部土質比較松軟的地基，應該在地面上做出相應的標志，施工時應注意加強夯擊。在施工過程中遇到的特殊問題無法解決，應該及時和相關部門以及設計單位聯(lián)系，共同商討處理方案。

2.3 施工重點內容

（1）強夯法施工前，要先將建筑工程施工區(qū)域的場地平整處理，若現(xiàn)場地下水位較高，底部積水會對強夯法施工存在影響，必須提前進行排水，以便降低現(xiàn)場地下水位。（2）實際施工過程中，強夯法處理要分段進行，按照從邊緣到中間的方向循序漸進。施工過程中按照起重機行駛路線進行推進，夯擊完成后要及時使用推土機進行場地平整，然后放線確定下一個處理周期的夯點位置[3]。（3）進行施工前，要根據(jù)設計要求確定相應的強夯參數(shù)，在施工過程中要保持落錘平穩(wěn)、夯位準確，在每次夯擊完成之后，及時安排使用新土將夯坑進行回填、平整。（4）對于現(xiàn)場土體，要嚴格控制其含水率，確保在最優(yōu)范圍內，若土體含水率低于最優(yōu)范圍，可以采取鉆孔灌水或灑水滲透的方式進行處理，在雨季進行強夯處理時，要在場地周邊設置相應的排水設施，避免雨水流入施工現(xiàn)場，影響整體施工效果。

3 結語

強夯法通過重錘對地基施加沖擊，利用其在地基中出現(xiàn)的沖擊波和動應力，提升地基強度，降低土層壓縮性，改善土質的抗液化條件，而且夯擊可以提高土層均勻程度，減少地基的差異沉降。具有施工簡便、加固效果好、經(jīng)濟性強的優(yōu)點，逐漸受到越來越多關注和重視，隨著強夯法工藝水平的發(fā)展，地基加固處理工藝效果顯著，經(jīng)濟效益明顯，能夠更好地適應建筑工程地基處理要求，推動建筑工程整體建設水平的提升。