强夯法加固地基的适用范围及施工要点

强夯法加固地基的适用范围及施工要点

摘要：近年来，随着建筑工程规模的不断扩大，施工单位遇到了许多的不良地基问题，各种不良地基需要进行必要的地基处理才能满足建筑结构物的技术要求。地基处理是否得当关系着整个工程质量、进度和效益，因此，合理地选择地基处理方法是提高施工效率、增强施工效益的重要途径之一。本文就强夯法加固地基的适用范围及施工要点进行分析。

关键词：强夯法，适用范围，施工要点

引言：

碎石土，沙土，黏性土，湿陷性黄土及填土地基是影响我国大多数地区地基稳定性的主要因素，是引起构筑物破坏的主要形式经济有效又可靠安全的处理黄土湿陷性等地基，对保证建筑结构稳定性具有重大的现实意义。强夯法地基处理技术是一种常见，有效的地基处理方法，它是将很重的锤从高处自由落下给地基以冲击和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性。但对大面积碎石土，沙土，黏性土，湿陷性黄土等地基的处理仍有很大的困难，是建筑工程的一个技术难点，值得深入探讨。

一、强夯法概述

强夯法于1969年首先在法国戛纳附近的芒德利厄海边某建筑工程的地基加固施工中得到应用。我国从1978年在塘沽新港首次试应用后发展很快，该地基加固施工技术在不少省市的建筑工程单位中进行了各种试验，也进行了大量的研究和分析。30多年来通过广泛的应用取得了丰富的经验，理论研究也取得了一定成果。

1. 强夯法适用范围

强夯法并不像路易·梅纳(L_Menard)认为的那样适用于各种类型的土壤，土壤的粒度无限制。国内在淤泥质土、软塑粘土、饱和砂土等地基上进行的应用发现，有的土壤性质得到了明显改善，有的土壤性质则收效甚微。因此，强夯法普遍适用于处理碎石土、砂土、粘性土、填土等地基，能够增强土质的密实度、减少土质的压缩模量，更能够改变饱和砂土土质的抗液化性能与降低土质湿陷性，对饱和度高的粘性土，尤其是淤泥质土的地基加固中应慎重对待。

2. 强夯法参数确定

强夯法施工的参数除了依据国家标准JGJ 792002建筑地基

处理技术规范之规定外，还应根据实际工程现场场地的地质条件(土质情况)和具体工程要求予以确定，主要施工设计参数包括:单击夯能、最佳夯击能量与夯击遍数、夯击时间间隔、单点布置及夯击点距。

二、强夯法地基加固的方案设计原则

1. 强夯法虽然已经在国内工程中得到广泛的应用，但是有关强夯机理的研究至今有重大突破性进展。因此现在还未形成系统的完善的强夯法施工设计公式或方法。JGJ 792002建筑地基处理技术规范规定，强夯施工前，应该在施工现场有代表性的场地上进行强夯试验或试验性施工。

2. 强夯试验和试验性施工前，首先要在初期工程地质勘探考察报告文件的基础上，进一步查明施工现场场地的地层构造的物理力学性质以及地下水的类型，将场地土层的稳定值、地基土层均匀度等进行科学评估，用于强夯夯击施工的方案设计或试验性施工方案的设计。

3. 强夯法加固地基的目的主要是提高地基强度、减少沉降和不均匀沉降、增加土的密度、消除土的湿陷性或胀缩性、消除饱和粉细砂的振动液化可能性等。因此，强夯施工设计中应对强夯加固后能达到的加固效果进行预估，以确定采用强夯法加固地基的有效性及经济性。

强夯法地基加固效果的取得很大程度上取决于有效加固深度(加固土层厚度h)。目前，国内设计研究单位根据上海地区统计的对路易·梅纳经验公式的修正经验数据在公式中增加了修正系数。

三、强夯法地基加固的施工要点

1. 强夯机械设备选用

强夯法的主要设备包括:夯锤、起重机、脱钩装置等三部分。

1.1 夯锤

夯锤的大小选择:夯锤的重量与欲加固的土层的深度和落距有关。一般夯锤可选用10-25t。

夯锤的材质最好为铸钢，如条件所限，则可用钢板壳子内填混凝土夯锤的底面积问题:底面积大小与土的类别有关。一般来说，对于砂质土和碎石土，采用底面积为2-4平方米较为合适:对于一般第四级粘性土建议用3-4平方米;对于淤泥土建议采用4-6平方米为宜。

1.2起重设备

根据设计夯能选择起重设备作为强夯机，一般点夯选用起重量为25-50t的履带式起重机:平夯选用起重量为15-50t履带式起重机，采用自动脱钩装置:锤底面积3-5平方米。

1.3脱钩装置

当锤重量超出吊机卷扬机的能力时，就不能使用单揽锤施工工艺此时只有利用滑轮组并借助脱钩装置来起落夯锤。此外，推平机械宜选用发动机功率不低于100k W的履带式推土机，同时应配备16t以上振动式压路机作为最终振动碾压机械。

2.施工工艺

2.1 施工程序

平整场地挖掘排水沟形成排水系统：一般情况下应在大面积施工前进行地基加固强夯试验；根据设计单击夯能预估值，进行最佳夯能试验;实施单击夯击能试验，对选定的单击夯击能试验坑，测定侮次夯击所对应夯坑的体积和夯坑周围土体隆起或沉降的体积，求出有效夯实系数日值，通过夯击能量与土体有效夯实系数的关系绘成曲线来确定最佳夯击能:依据初步选定的设计参数进行试验区施工，期间同时测量试验区孔隙水压力数据，分析总结其变化规律及其消散度，确定强夯的影响深度和土体在强夯作业时的固结过程，研究确定土层最佳夯击能及施工间歇时间，避免出现橡皮土:进行试验区地基检测，测试强夯加固地基的各项物理力学指标。

2.2强夯施工方法

满夯施工。点夯施工完成，等孔隙水消散到设计要求以后，进行满夯施工；满夯施工主要加固点夯夯坑底标高以上部分的夯间土；满夯施工一般采取1/4锤径双向搭接，夯击遍数、侮点击数以及搭接均应保证，不得出现漏夯现象。

2.3施工工艺

2.3.1测量放样

采用1台DS-3水准仪和1台J6经纬仪按施工图要求确定强夯区域及点位布置，并在强夯范围外设置坐标控制网点基桩，同时在其周围合理布置水准点作为控制高程、路基沉降的依据。

2.3.2施工要点

垫层的铺设:在推土机场地平整之后，铺设0.5-2m厚的碎石垫层，以利于夯击时场地的排水，方便机械通行，并使夯击能扩散。