分析强夯法地基处理技术及其在工程中的应用

分析强夯法地基处理技术及其在工程中的应用

【摘要】随着我国建筑事业的飞速发展，用于处理地基的方法日新月异。其中，用于地基处理的一种重要的新方法就是强夯法。近些年来，由于强夯法在地基加固处理方面独特的优势，使其广泛应用于建筑工程领域。在本文中涉及到了强夯法地基处理技术的作用机理和施工工艺以及相关的检测技术等，并详细介绍了强夯法地基处理技术在建筑工程领域中的应用。

【关键词】地基处理；强夯法；施工工艺；建筑工程

1.前言

随着我国建设事业的不断发展，用于建设的区域也越来越广，地质条件良好的场地有利于从事建筑工程，但是有时也需要在地质条件比较恶劣的位置进行建设。要在地质条件不好的位置从事建筑工程，必须要对这些质量较差的地基进行预先处理。地基处理的技术有多种，强夯法就是其中的一种新技术。

2.强夯法作用机理

强夯法地基处理技术是近几十年来发展起来的一种新技术。强夯法发展的基础是重锤夯实法，其地基处理的原理是：通过锤重10-30t的重锤和10m--20m 的落距，产生很强的冲击能，利用强大的冲击能对地基土体进行加固处理。其中的冲击能能量为6×105-8×106J。伴随着冲击能而产生的冲击波和动应力不仅能够改善不良土质的抗液化条件，消除不良土质的湿陷性，而且能够降低土质的压缩性，因此能使地基土质的强度得到大幅度的提高。

3.强夯法的优势

强夯法地基处理技术加固效果很明显，还具有施工工期短、造价比较低、施工机具简单等的优势。强夯法地基处理技术对于各类土层都有很好的适用性，经过强夯法处理后的地基具有高强度性、高密实性以及极低的湿陷性和膨胀性，同时，均匀性也有很大程度的提高。其应用范围较广，包括核电站、桥梁、仓库、堤坝、重型构筑物、机场跑道乃至公路和铁路路基等。

4.强夯法施工工艺

4.1选择施工机具设备

强夯法地基处理技术是利用重锤和落距过程产生的冲击能实现地基加固处

理的技术，施工设备适宜采用具备自动脱钩能力的履带式起重机或其他专业化的设备[1]。采用履带式起重机时应用于强夯法地基处理技术时，需要采取避免在落锤过程中机架倾覆的安全措施，如在起重机的臂杆端部设置辅助门架等，以保证施工的安全。起重能力为16t及以上，起吊高度为15-20m，吊钩的起吊速度为0.3-0.5m/s、下落速度为 1.0-3.0m/s。进行夯击时应保持接地压力小于地基的负荷能力，避免起重机的臂杆后仰。夯锤的重量一般应小于起重机起吊能力的1/3-1/2。若采用圆柱形夯锤，锤重可以为8-20t，其中当锤重为8-13t时，夯锤宜用以外壳为钢板，壳浇注混凝土的结构；锤重大于13t时，可选用铸铁锤或钢锤。夯锤锤底面积可以根据地基土质的具体情况而定，锤重/锤底面积一般为2.5×104-4.0×104pa，对地基加固深度小于5m、含水量小于25%的土质以及砂性土质，应取大值；对地基加固深度大于5m以及粘性土质，应取小值。

4.2施工前准备

在使用强夯法地基处理技术对地基加固前，应对地基的实际情况进行详细的调查和了解。比如查明存在于施工范围内的各种地下管道、线路以及地下构筑物精确位置位置和标高等，避免在施工过程中对这些建筑设施产生不良的影响。在施工前应及时清除施工范围内的场地积水及异物等。施工时强夯振动的深度影响范围一般为11-15m，在这个深度范围内应设置防震沟等防震措施。

4.3具体施工步骤

①对施工范围内的场地进行清理以及平整处理；

②在地基的表面铺设垫层以形成一层支撑层，用以支撑起重设备等施工工具。同时在地下水位较高的情况还应进行人工降低水位处理，以增大加表面层和地下水的距离，以提高夯击的效率；

③在第一遍夯击施工完成后，标出夯击点的位置，然后测量地基表面的高程；

④使起重机的夯锤对准第一遍施工的夯点位置，做好起重机的准备工作；

⑤在夯击之前测量锤顶的标高；

⑥吊起夯锤到指定的高度位置，等夯锤自起重机的吊钩处脱落后将脱钩放下，然后进行锤顶高程测量。如果此时出现夯锤歪斜的情况时（一般由坑底倾斜造），应迅速对坑底进行填平处理；

⑦重复操作步骤⑥，依据强夯法地基处理技术的施工规范以及设计要求，完

成针对一个夯点的夯击施工；

⑧重复以上步骤中的④-⑦，完成第一遍施工中全部夯点的夯击施工；

⑨以上步骤完成后，将夯坑用推土机填平，然后测量地基表面的高程；

⑩根据以上所述的步骤，在规范要求的间隔时间后，逐次完成全部夯击施工过程，最后将地基表层土质用低能量满夯夯实，测量整个施工过程完成后的地基高程。

5.质量检验

对地基进行的强夯施工结束后，针对地基质量的检验工作应在一定的时间段之后方能进行。一般砂土以及碎石土的地基，其质量检验的工作应在施工完成后的1-2周进行；对于粘性土以及低饱和度的粉土地基，其间隔时间段可选为2-5周。在对地基进行质量检验时，应根据地基的土性选择质量检验的标准。

对于一般的建筑工程，检验方法可以选用两种甚至两种以上；对于比较重要的工程建设，应该在室内土工试验以及原位测试的基础上增加检验项目，也可对施工结果进行现场大压板载荷试验以达到质量检验的目的[2]。进行质量检验的检测点位置在夯坑内以及夯击区边缘甚至夯坑外都可以，我们可以对其分别进行质量检验工作。在进行质量检验工作时，可以依据场地建筑物的重要性以及复杂程度确定质量检验的数量。一般对于简单场地上的建筑物，其地基的质量检验点应有3处或3处以上；比较复杂的场地或者比较重要的建筑设施，应根据具体情况适当的增加检验点数。一般情况下质量检验的深度应大于或等于设计处理的深度。此外，还应检查在具体的施工过程中的施工记录以及各项测试数据，对于不符合要求的地方要及时给予有效措施。

6.关于夯锤的说明

夯锤是强夯法地基处理技术中一个极为重要的工具。一般情况下夯锤锤越重和落距越大越好。但是，锤重和落距大使夯锤在着地的瞬间的瞬时速度较大，由于产生了很大的上托力而降低了能量的利用率；在起吊夯锤的过程中又可能产生锤底真空吸力造成起重机的能量损失[3]。解决这种缺陷的措施的方法是在夯锤中设置若干个孔径为260-310mm的上下贯通的气孔。在实际的强夯法施工中，应尽量避免气孔被土堵塞。

7.强夯法在工程中的应用