填方地基處理強(qiáng)夯法應(yīng)用分析

李 軍 陽泉路達(dá)市政養(yǎng)護(hù)工程有限公司

1 前言

我國各地區(qū)的地形及地質(zhì)情況有較大的差異性，在大型工程施工過程中，較常遇到軟土地基。軟土地基是一種不良地基，若未采取有效措施進(jìn)行處理，會嚴(yán)重影響工程的整體質(zhì)量。工程施工時，相關(guān)技術(shù)人員前期會對地質(zhì)情況進(jìn)行勘測，盡量避免在軟土地基環(huán)境條件下進(jìn)行施工作業(yè)，但是，如果受主客觀因素影響而無法進(jìn)行有效規(guī)避，只能在軟土地基上施工，這就需要施工單位對其進(jìn)行相關(guān)的處理，提升該地基的穩(wěn)定性及承載能力，以保障后續(xù)施工的安全性。據(jù)調(diào)查，軟土地基含水量較高，并具有一定的觸變性，若受到外力的壓載，會導(dǎo)致地基結(jié)構(gòu)變形，出現(xiàn)不規(guī)則的沉降、斷裂，若施工單位處理方式不恰當(dāng)，會嚴(yán)重影響地基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，給工程埋下安全隱患。

2 強(qiáng)夯法概述

2.1 強(qiáng)夯法的加固機(jī)理

強(qiáng)夯法在地基中的應(yīng)用主要是在短時間內(nèi)對地基施加強(qiáng)大的外力來形成沖擊力，且該沖擊力對地基土體進(jìn)行壓縮加固，使得地基土體的內(nèi)部發(fā)生一定的物理變化的過程，簡單來說，就是用強(qiáng)大的沖擊力來改善土壤的結(jié)構(gòu)，使土壤的結(jié)構(gòu)和性能都得以加強(qiáng)的方法，運(yùn)用強(qiáng)夯法不但會提升地基的穩(wěn)定性，還能夠加強(qiáng)抗震的能力，對于建筑來說不但能夠提升抗壓變行的能力，在一定程度上還能夠提升使用的壽命。正是由于這些技術(shù)優(yōu)勢，使得強(qiáng)夯法在我國建筑工程地基建設(shè)中應(yīng)用十分廣泛（見圖1）。

2.2 強(qiáng)夯法的主要特點(diǎn)以及優(yōu)勢

強(qiáng)夯法可以說是一種新型的施工技術(shù)，強(qiáng)夯法主要被用于地基的施工建設(shè)中，在地基的施工建設(shè)中對地基施工有著加固穩(wěn)定的作用，所以在地基的建設(shè)施工中被廣泛的應(yīng)用。在地基建設(shè)施工中有著許多的施工技術(shù)，而強(qiáng)夯法能夠被大范圍的應(yīng)用，與對于地基建設(shè)帶來的優(yōu)勢有著密不可分的聯(lián)系，對地基建設(shè)的主要優(yōu)勢有經(jīng)濟(jì)性能好、較好的加固作用和適用的范圍廣等。經(jīng)濟(jì)性能好主要表現(xiàn)在強(qiáng)夯法在地基施工應(yīng)用時，一般對地基進(jìn)行加固時，是不靠輔助材料進(jìn)行的，在注漿和置換時用到的材料種類也較少，所以，在對地基進(jìn)行加固、注漿和置換時能夠節(jié)省材料，因此具有經(jīng)濟(jì)性能好的優(yōu)勢。加固效果明顯主要表現(xiàn)在對地基施工中使用強(qiáng)夯法時，強(qiáng)夯法在運(yùn)用時所形成的沖擊力是較大的，而這種沖擊力剛好可以對地基的土體進(jìn)行有效的壓縮，這樣就提升了地基土體的壓縮密度和干密度。其次，強(qiáng)夯法的運(yùn)用可以提升地基土體的抗震性和提升地基土體的均勻性，因此，對地基有著較好的加固作用。適用范圍廣主要表現(xiàn)在強(qiáng)夯法的施工技術(shù)可以在多種不同類型的地基施工的使用，不但適用于強(qiáng)度較大的碎石土和砂石土的地基施工中，還可以使用在強(qiáng)度較弱的低飽和土和雜填土的地基中，因此具有適用范圍廣的特點(diǎn)。

圖1 強(qiáng)夯法施工現(xiàn)場

3 強(qiáng)夯法施工

3.1 施工前期準(zhǔn)備

為確保強(qiáng)夯施工質(zhì)量，需在確定夯擊參數(shù)并選取施工器械后再進(jìn)行地基的強(qiáng)夯施工。選取夯擊參數(shù)時，應(yīng)確保所選參數(shù)能使各個夯擊點(diǎn)具有與相關(guān)規(guī)范所要求標(biāo)準(zhǔn)相一致的夯實(shí)效果，例如：施工時應(yīng)控制最后兩次夯擊施工時土壤的沉降量在5cm 以下，且周圍土體應(yīng)保持小于10cm 的起伏。起重機(jī)及夯錘是強(qiáng)夯施工主要的施工設(shè)備，應(yīng)結(jié)合兩者性能選擇相匹配的裝置型號。一般應(yīng)保證起重裝置具有15m以上的起重高度。在清理完施工現(xiàn)場之后再進(jìn)行強(qiáng)夯施工。為便于后期對夯實(shí)效果的評定，在清理完土體之后還需檢測其最佳含水率以及干密度指標(biāo)。在施工前對土地進(jìn)行2～3 遍的預(yù)壓平整施工。

3.2 試夯環(huán)節(jié)

在運(yùn)用強(qiáng)夯技術(shù)前期，相關(guān)技術(shù)人員需根據(jù)夯擊的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試夯作業(yè)，并選用與實(shí)際施工區(qū)域相符的地質(zhì)條件，才能保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。在試夯過程中，需對每一次強(qiáng)夯的參數(shù)信息進(jìn)行記錄，若是實(shí)際夯擊的質(zhì)量不符合原定計劃標(biāo)準(zhǔn)，需及時根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，直到強(qiáng)夯結(jié)果達(dá)到最優(yōu)值，通過比對分析不同的參數(shù)信息，選擇最佳的強(qiáng)夯方案。

3.3 平整作業(yè)和管線標(biāo)記

若未對施工區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行研究分析就采用強(qiáng)夯技術(shù)，極易造成夯擊位置地下管線結(jié)構(gòu)變形，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。技術(shù)人員需提前對施工現(xiàn)場進(jìn)行勘測，用推土機(jī)將施工區(qū)域的地面進(jìn)行平整作業(yè)，同時根據(jù)地層下的管線分布制定合適的夯擊方案，并標(biāo)記管線的位置點(diǎn)，盡量避免在未知管線及建筑物上方進(jìn)行夯擊，以免出現(xiàn)變形問題，若無法避開地下管線，則應(yīng)當(dāng)確定好地面標(biāo)高，采用其他夯實(shí)措施，例如換填法、深層水泥樁攪拌法等軟土地基處理方式，提高地基的穩(wěn)定性。

3.4 做好施工區(qū)域的墊層及降水處理

因強(qiáng)夯法不適用于水分較高的淤泥地質(zhì)結(jié)構(gòu)，若遇水位較高的地表層，需采用墊層法來保證夯擊工作順利開展。在對地表進(jìn)行墊層作業(yè)時，盡量選擇相對松散的土體，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，墊層保持0.5m～2m 的厚度是最佳狀態(tài)。如果水位較高影響了施工作業(yè)，技術(shù)人員需挖掘排水渠等排水系統(tǒng)進(jìn)行人工降水，以保證該地質(zhì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度能夠支撐起重設(shè)備及機(jī)械設(shè)備的正常通行及施工。應(yīng)當(dāng)注意的是現(xiàn)場技術(shù)人員需加大地表水與地下水的距離，以免在夯擊過程中導(dǎo)致坑底出現(xiàn)大量積水，影響施工效率及質(zhì)量。

3.5 強(qiáng)夯施工

施工時應(yīng)在地基表面設(shè)置排水孔，以便于施工時連通地基土體中的空氣并將其排出。在本項(xiàng)目中設(shè)置的排氣孔尺寸直徑為250mm～300mm。采用分段式進(jìn)行強(qiáng)夯施工，以兩側(cè)向中間的施工順序進(jìn)行施工，先處理較為深層的土體，再夯實(shí)中部以及表層土體。在夯實(shí)施工時以直線行走的方式控制起重機(jī)的運(yùn)行，以確保在夯實(shí)施工后每層地面均能夠得到整平。以夯擊施工時土地的含水量或預(yù)計沉降量等指標(biāo)確定夯擊的次數(shù)。一般情況下，土體中細(xì)顆粒含量較大時，夯擊施工時的沉降量與含水量成正比關(guān)系。

3.6 實(shí)時監(jiān)測

在運(yùn)用強(qiáng)夯技術(shù)施工時，需嚴(yán)格按照國家及行業(yè)規(guī)范施工工序流程開展，還應(yīng)派遣專業(yè)人員在施工現(xiàn)場對夯擊的整個流程進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)管人員需注意以下事項(xiàng)：1）夯擊前期應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工區(qū)域的實(shí)際地質(zhì)情況確定夯擊次數(shù)及重量值，運(yùn)用科學(xué)手段設(shè)置夯錘的落距，若夯錘落距與實(shí)際設(shè)計出入較大，會對單擊的夯擊能產(chǎn)生較大的影響。2）在以往對軟土地基進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè)時，經(jīng)常出現(xiàn)夯點(diǎn)放線錯誤的現(xiàn)象，造成漏夯及重復(fù)夯擊，因此在正式夯擊前，現(xiàn)場施工人員應(yīng)當(dāng)對夯點(diǎn)位置進(jìn)行復(fù)核，并對夯坑的位置進(jìn)行全面檢測，若發(fā)現(xiàn)夯點(diǎn)位置出現(xiàn)偏差或者夯間距較大，需及時測量調(diào)整。3）在標(biāo)記夯擊點(diǎn)時，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照原定設(shè)計方案操作，對每一個夯擊點(diǎn)的夯擊次數(shù)與夯沉量進(jìn)行檢查。4）因強(qiáng)夯施工技術(shù)相比其他技術(shù)手段具有一定的特殊性，在施工結(jié)束后無法發(fā)現(xiàn)參數(shù)的差異性，因此監(jiān)督人員應(yīng)當(dāng)對施工工藝流程進(jìn)行嚴(yán)格把控，并記錄好每一環(huán)節(jié)的參數(shù)及施工情況，以便后期查驗(yàn)。

4 強(qiáng)夯法施工注意事項(xiàng)

各階段施工需要有足夠的靜置時間，以避免下一階段施工時，土體的超孔隙水壓力尚未完全消散，使能量波受到干擾而影響能量波的傳遞深度。施工過程中超孔隙水壓力消散的時間與未夯擊前的滲透系數(shù)計算預(yù)估的時間有很大差別，主要是因?yàn)橥寥涝诤粨艉?，產(chǎn)生極高的超孔隙水壓力使土體發(fā)生局部液化的現(xiàn)象，滲透系數(shù)變大，并在土體內(nèi)形成無數(shù)以夯擊點(diǎn)為中心的輻射狀裂縫的排水地徑，由此兩個現(xiàn)象的發(fā)生，使超孔隙水壓力消散所需的時間大幅縮短。夯擊施工中的各種夯擊土層靜置時間有所不同，飽和黏土需10d～20d，粉土質(zhì)細(xì)砂約為3d～5d，但仍必須根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)段試驗(yàn)時所進(jìn)行孔隙水壓力監(jiān)測所測得的數(shù)據(jù)來推算最合理的靜置時間。

5 結(jié)束語

強(qiáng)夯法作為當(dāng)下較常用的軟土地基處理方法，因?qū)κ┕ぜ夹g(shù)要求不高，且適用于多種地質(zhì)條件，其大范圍的運(yùn)用是未來工程施工技術(shù)發(fā)展的趨勢。在實(shí)際施工過程中運(yùn)用該技術(shù)時，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范每一個環(huán)節(jié)的操作行為，以保證整體施工質(zhì)量水平。