淺析強夯法處理濕陷性黃土地基施工工藝

摘"要：基礎工程施工過程中所面臨的地質情況一般都很復雜，所以在地基處理過程中，必須針對特定的地質特征，采用適當的加固方法，以提高基礎的承載力，從而保證整個工程的施工安全與質量。濕陷性黃土地基屬于一種在施工過程中經常會遇到的軟弱地基，它比較容易在濕度、氣候等因素的影響下產生變形等現象，從而對工程的穩固性和安全性構成威脅。因此，在工程實踐中，應根據工程實際情況，選擇合適的施工方法，如強夯等，以保證工程質量。本文對濕陷黃土地基用強夯法加固的施工工藝進行了分析。

關鍵詞：強夯法；濕陷性黃土；施工工藝；地基文章編號：2095-4085（2024）07-0013-03

0"引言

我國的地形地質具有多樣性和復雜性，在進行地基加固時，務必采用科學、合理的方法，以確保取得理想效果。在具體運用相關手段時，需結合項目基本情況進行科學分析，深入掌握強夯法的實際運用技巧及工藝要點，對項目情況進行針對性處理。尤其在地基加固的基礎上，應優化施工成果，以更好地滿足項目要求。

1"濕陷性黃土地基的危害及特點

在工程建設過程中，濕陷性黃土地基會產生許多不利因素，嚴重影響到工程的穩定性及后續使用的安全。所以，在開發建設中，對濕陷性黃土地基進行治理，也是一個經常遇到的技術問題。在當前的工程建設中，濕陷性黃土地基存在著承載力低、結構穩定性差、濕陷性較差、施工方案布置不當、施工結構產生裂縫和滲漏等問題。

（1）低負載容量。黃土的普遍特征是土壤的承載能力較低。若未作任何特別處理，就貿然施工，將會產生大量的基礎土體剝落、塌陷等現象，對工程建設的安全性和穩定性造成很大的威脅。若忽視這一問題，在未來的施工中將可能危及工程安全，進而破壞工程進度的穩定性，導致頻繁的返工和額外的工程費用，造成不必要的經濟損失。

（2）結構不穩定，影響因素多。濕陷性黃土具有較大的孔隙率和疏松的結構特征。在工程建設中，由于其較大的孔隙，使得地基的處理變得非常困難，而且處理的范圍也很廣。一般情況下，濕陷性黃土地基的孔隙度在1.0左右。由于土體內部存在較大的孔隙度，使得建筑結構的穩定性非常差。

（3）折疊性。濕陷是當前工程建設中普遍存在的問題，也是影響工程質量的一個重要因素。褶皺性黃土由于受水的浸潤，其自身重量增大，最后會發生物理收縮，從而導致下陷的發生。從總體上看，造成黃土濕陷性的原因是降水稀少，地下水埋深大。在長期的干旱、高溫條件下，降水及地下水無法完全彌補土壤中的水分損失，從而形成了濕陷性黃土地基。在一般條件下，處于水淹狀態的黃土，在不受外部自重或外力作用的條件下，其結構性的濕陷作用很小，結構性的穩定性很好。一旦受壓，地面就會出現明顯的下陷。

（4）對施工工程進行反向調度。在工程建設過程中，黃土地基會產生明顯的褶皺，產生較差的沉降。在實際開發過程中，目前的主要情況是：在施工過程中出現了大量的灌漿加固問題。因為水的滲透，以及由建筑材料所產生的受壓狀況，導致了這一工程上的失敗。在工程建設的后期，由于施工工作量的增大，導致了沉降的加劇。其結果將直接影響到項目的建設質量及項目的安全。

（5）構造裂紋的滲水。濕陷性黃土在施工中可以消除不利的沉陷，但在施工中會產生更多的不利沉陷。建筑物一旦出現裂縫，不僅嚴重威脅其結構穩定性，而且會對未來使用安全構成重大隱患，對居住者的生命安全帶來潛在風險。最后導致項目的質量會受到很大的影響，從而影響到項目建設單位的利益［1］。

2"強夯法處理濕陷性黃土地基的適用范圍

2.1"強夯法原理及特點

強夯法指的是使用重錘，從一定的高度，自由落下，以一定的擊數，反復夯擊一個點，這樣就會給地面帶來很大的沖擊能，并在地面上形成沖擊波和動應力，將夯擊面之下一定深度的土層進行擠壓，這樣就可以增加土的承載力、降低土的壓縮性、消除濕陷性黃土的濕陷性等，還可以改善土層的均勻性，降低不均勻沉降。

（1）強夯方法的優點。適用于各種砂性土、粉質土、粘性土、濕陷性黃土、填土以及由建筑垃圾、工業廢棄物等構成的雜填土，處理范圍廣泛；加固效果好。經強夯法加固后，對地基的承載力、空隙率、壓縮系數、濕陷、液化、土體均勻性、節約材料、節約工程成本等方面都有很大作用；該方法具有操作簡便、快速、省時等優點。

（2）強夯法存在以下不足。在施工時，由于振動較大，不宜在靠近建筑物或結構的地方使用，否則會對周圍環境造成干擾；對土體的含水率較為敏感，含水地基的量值較大，在高錘擊率下，極易產生膠質土；施工場地不應過小，以免影響施工機械的工作；在操作過程中，必須保持機械的穩定，不能讓沉重的夯錘與堅硬的物體，如磚、混凝土塊直接碰撞，以免造成人員傷亡［2］。

2.2"處理黃土地基的深度范圍

采用強夯加固的方法，對含水量大于60%、含水量大于地下水水位的黃土進行加固，能夠起到相對較好的效果。在處理濕陷性黃土層的時候，可采1 000～6 000kN·m的強夯量級，能夠處理3～8m的深度，在工程上應用的比較多，具有處理速度快、成本低等優點。

3"強夯法處理濕陷性黃土地基施工工藝

3.1"強夯法施工工藝流程

（1）對現場進行整地及清表，要壓實表面松土層以增強穩定性。并修建一條方便機器和設備進出的通道。

（2）在工地周圍挖一條截水溝，以保證工地排水暢通，避免積水。在遇到地表為細粒土層且地下水較高時，需在地表鋪設厚度約0.5～1m的松散材料，或用人工方法來降低地下水。其目標是在地表形成硬層，可以用來支撐起重設備，保證機械通行和施工，又可增加地下水與地面的距離，避免夯擊時夯坑積水或夯擊效率降低。

（3）如果附近有建筑，可在建筑的一側開挖減震溝或其它減震措施。

（4）測設強夯場地的控制軸線，確定強夯場地的邊界，在未受到強夯影響的場地，設多個水準點。

（5）夯錘入場后過秤，據此設計夯擊能量，計算夯落距［3］。在夯前，需對原場地標高進行復測。

（6）標出夯點位置，并對夯前標高進行測定。

（7）吊車到位，并將夯錘與夯點平齊。

（8）將夯錘提起至規定的高度，待夯錘從鉤子上脫落，使其自由下落，再把鉤子放下來。對錘頂部進行測量，如果由于坑底部傾斜而導致夯頭偏斜，則要及時調整好坑底部。

（9）按照設計中指定的夯擊次數和控制標準，反復進行以上步驟的打夯并完成一個夯點的夯擊。

（10）更換夯擊點，并反復進行上述工序，直至完成所有夯擊點的第一遍夯擊為止。

（11）用推土機回填夯實的夯坑，并對該區域的標高進行測定。

（12）在一定的時間間隔內，按照以上的方法，依次完成所有夯點的夯擊，最后進行滿夯施工。

3.2"夯擊參數的確定

（1）夯擊點的夯擊數。根據現場試驗得出夯擊數和夯沉量之間的關系，并符合以下條件：

1）最后兩擊的夯沉量不宜大于下列數值：當單擊夯擊能小于4 000kN·m時為50mm；當單擊夯擊能為4 000～6 000kN·m時為150mm。

2）夯坑周邊不能出現明顯的凸起。

3）避免由于夯坑太深而引起的舉錘問題。

（2）夯擊次數的選擇。點夯2～3次，然后用低能量滿夯1～2次，滿夯可以改為輕錘或落距，并使錘痕重疊。

（3）每次夯擊間歇期的確定。要視土體超靜孔隙水壓的消散時間而定。而黃土地是一種滲透性很差的細粒土，在每次夯擊（點夯和點夯，點夯和滿夯）間有3～5d的間隔期。在強夯完成之后，按照規范的要求和以往的施工經驗，應該在14d之后，再對其進行各種測試，如果達不到要求，還需進行復夯［4］。

3.3"基底處理

（1）排除地下管線。將中線恢復，根據需要設置邊樁，并勘察地下管線，在強夯之前，應將其移到界外，并將上方的高低壓線路，移到界外或架空到安全距離之上。對于工作區域的劃分，一般在8 000～10 000m2范圍內布置一臺強夯設備。比如可以將200～300m范圍內的路線長度劃分為一個工作區域，也可以將兩橋（涵）之間的橋梁（涵）作為工作區域。

（2）清理地基表面。進行水平測量時，要清除地基表層的植物，挖掘出其根系，并用推土機平整。

（3）進行碾壓。要用壓路機碾壓1～2遍，碾壓的方向是沿著縱向方向，由一側向另一側，以壓路機一進一退的方式將整個寬度都壓完為一遍，車輪印的疊接應不少于30cm，在碾壓完成之后，再對其進行水平測量［5］。

3.4"調整地基土天然含水量

通過實驗和經驗分析，在5%～17%的黃土地基上進行強夯是比較合適的。如果含水量低于5%，就需要在表層進行補灑水，這樣在強夯的過程中就不會起皮。如果含水量超過17%，那么在強夯的過程中就容易發生翻漿，形成橡皮土。此時，就需要采用井點降水、開挖滲溝等方式來降低地下水位。

3.5"夯點定位

夯錘的直徑一般為2～2.5m，因此，點夯的間隔最好是5m，成方形或等邊三角形。規范規定加固區范圍應不小于基底寬度3m，所以自加固區一側算起，奇數列為第一遍點夯點，偶數列為第二遍點夯點（以點夯兩遍為例）。用生石灰粉分別在場地上標出，至加固區另一側基底外緣再擴大3m為止［6］。

3.6"夯擊施工

首先利用履帶起重機回撤的方法，對奇數列的夯點逐點進行夯擊，并根據實驗中所確定的參數，對每一次夯擊力都進行計算。第一次點夯完畢后，用推土機將夯坑填平。間隔3～5d后，再對第二次的偶數列夯點進行夯擊，其方式與第一次點夯時一樣，首先標出點夯位置，第二次點夯完成后，再將夯坑填平。間隔3～5d后，再進行滿夯。滿夯完成后間隔14d，然后再進行檢測。

3.7"質量檢查

在整個施工過程中，都要進行質量檢查，并且要注重過程控制。夯錘落距、錘重、每點擊數、每點夯擊累計夯沉量、每點最后兩擊平均夯沉量，都是在施工過程中要注意的問題。

（1）核對強夯施工紀錄。每一個夯點處的累積夯沉量，應不低于在試夯時，每一個夯點處的夯沉量的95%。

（2）在每500～1 000m面積內任選一處，自夯面下3～8m深度內，每隔50～100cm取土樣測定土的干密度、濕陷系數等指標。

（3）通過現場實測與室內土工試驗，對地基承載能力進行檢測。在強夯法施工完畢后，要檢驗強夯法的加固效果，以確保基礎的質量達到設計要求。在檢測中，對不符合要求的部位進行補夯，或采用其他方法進行修補，直至滿足試驗夯擊或設計要求。對強夯基礎進行檢驗后，應盡早在強夯表面鋪上500～600mm厚的灰土墊層［7］。

4"施工工藝要點

（1）每次夯實點的定位，都要按照平面上的控制點進行定位。

（2）夯打時，錘頭的下落要平穩。如果夯點位置不正，或者夯坑底部傾斜太大，則需要回填平整，然后再進行夯擊。

（3）夯打時，不要讓土堵住夯錘的排氣口。

（4）每個夯點錘打時，要根據實測結果，記錄夯點錘打時的每次錘打沉降量、累計錘打沉降量和最近兩錘的平均錘打沉降量。每一次夯點的持續夯擊次數和末兩次夯的平均夯沉降量應滿足設計要求。

（5）冬天施工時，應在基礎土壤沒有結冰的情況下進行，并應除去積雪和凍土。在雨季進行施工時，要在雨水到來之前，對夯坑進行推填和平整。在條件許可的情況下，可以用塑料薄膜或彩色條布對待夯區進行覆蓋，并且要做好排水工作，不能有任何積水，以確保在降雨之后可以在很短的時間內進行施工。當浸水區的基礎土壤含水率較高時，必須進行排水或置換處理，然后才能進行下一步的施工［8］。

5"結語

采用強夯加固濕陷性黃土地基，具有操作簡便、易學、易掌握、設備費用低等優點。因此，強夯技術在土木工程中的應用越來越廣泛，已成為土木工程中最常見的加固方式。熟練掌握強夯施工工藝對于確保工程按時完工以及保障工程質量具有至關重要的作用。

參考文獻：

［1］陳天鐳，牛夢實，謝颯.自重濕陷性黃土地基中雙向螺旋擠土灌注樁的“肥樁效應”及復合地基濕陷系數的變化規律［J］.工業建筑，2020，50（6）：6-10.

［2］孫章平.水泥土擠密樁在大厚度濕陷性黃土地區渠道地基處理中的應用研究［J］.水利規劃與設計，2019，32（8）：123-127.

［3］王鼎，葛忻聲，甄正，等.內外套管組合沉管夯擴法在大厚度濕陷性黃土地基中的現場試驗研究［J］.建筑結構，2019，49（6）：134-137.

［4］馬軍平.孔內深層強夯法處理大厚度濕陷性黃土在某變電站工程中的應用研究［J］.巖土工程技術，2017，31（6）：278-282.

［5］郭建博.對強夯技術在濕陷性黃土地基處理中的應用探討［J］.中國建材科技，2016（1）：30-31.

［6］郭喜莊，盧玉東，劉興華.強夯法處理濕陷性黃土地基的應用分析研究［J］.山西建筑，2008（8）：131-132.

［7］蘇忍，張恒睿，張穩軍，等.蘭州地鐵大厚度濕陷性黃土地層的現場浸水試驗研究［J］.土木工程學報，2020，53（S1）186-193.

［8］姚志華，黃雪峰，陳正漢，等.關于黃土濕陷性評價和剩余濕陷量的新認識［J］.巖土力學，2014，35（4）：998-1006.