试论强夯地基处理施工工艺与分析

【摘　要】本文就强夯法施工工艺在地基处理施工过程中的分析，从设计、施工等方面分别加以阐述，值得同行参考。

【关键词】强夯法；施工工艺

0.前言

强夯法又名动力固结法或动力压密法，这种方法是将重锤（一般为100～400kN）从高处自由落于（落距一般为6～40m）给地基以冲击和振动，从而提高地基上的强度并降低其压缩性。此法是60年代末由法国开发的，开始时仅仅用于砂土和碎石土地基，后来由于施工方法改进，逐步推广应用于细粒土地基。由于强夯法具有效果显、设备简单、施工方便，适用范围广、经济易行、节省材料和工期等特点，我国自70年代引进此法后迅速在全国推广应用。大量工程实例证明，强夯法用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基一般均能取得较好的处理效果。对于饱和度较高的粘性土，一般来说处理效果不显著，其中尤其是淤泥和淤泥质土地基，处理效果更差，应慎用。但近年来，对于高饱和度的粉土与粘性土等地基，多采用在夯坑内回填、块石、碎石或其它粗颗粒材料进行强夯置换，同样可以取得很好的处理效果，这里就强夯工法谈谈本人的看法。

1.一般规定

1.1强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与粘性土等地基，当采用在夯坑内回填块石、碎石或其它粗颗粒材料进行强夯置换时，应通过现场试验确定其适用性。

1.2强夯施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度建设规模及建筑类型确定。

2.设计

2.1强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。在缺少试验资料或经验时可按梅那公式预估：

H=K

M——夯锤重（t）

H——落距（m）

K——折减系数，对于非自重湿陷性黄土可取0.4～0.5；当加固土层含水量小于塑限Wp1～3%时可取0.5；WWp时取0.45。

2.2夯点的夯击次数，庆按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件：（1）当单击夯击能小于4000kN·m时，最后两击的平均夯沉量不大于50mm；当单击夯击能在4000～6000kN·m时，最后两击的平均夯沉量不大于100mm；当单击夯能大于6000kN·m时，最后两击的平均夯沉量不大于200mm；（2）夯坑周围地面不应发生过大的隆起；（3）不因夯坑过深而发生起锤困难。

2.3夯击遍数应根据地基土的性质确定，一般情况下，可采用2～3遍，最后再以低能量满夯一遍，满夯能量一般可为点夯能量的1/2。对于渗透性弱的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。

2.4两遍夯击之间就有一定的时间间隔。间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时，可根据地基土的渗透性确定，对于渗透性较差的粘性土地基的间隔时间，应不少于3～4周；对于渗透性好的地基可连续夯击。

2.5夯击点位置可根据建筑结构类型，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取5～9m，以后各遍夯击点间距可与第一遍相同，也可适当减小。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，在一遍夯击点间距宜适当增大。

2.6强夯处理范围应大于建筑物基础范围。每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2至2/3。并不能小于3m。

2.7根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试夯。应根据不同土质条件待试夯结束一至数周后，对试夯场地进行测试，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。

2.8强夯的单位夯击能，应根据地基上类别、结构类型、荷载大小和要求处理的深度等综合考虑，并通过现场试夯确定。在一般情况下，对于粗颗粒土可取1000～3000kN·m/m2；细颗粒土可取1500～4000 kN·m/m2。

3.施工分析

3.1一般情况下夯锤重可取10～25t。其底面形式宜采用圆形。锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力值可取25～40kPa，对于细颗粒土锤底静压力宜取较小值。锤的底面宜对称设置若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取250～300mm。

3.2强夯施工前，应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等，并采取必要的措施，以免因强夯施工而造成损坏。

3.3当强夯施工所产生的振动，对邻近建筑物或设备产生有害的影响时，应采取防振或隔振措施。

3.4强夯施工宜采用带有自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时，可在臂杆端部设置辅助门架，或采取其它安全措施，防止落锤时机架倾覆。

3.5当地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料 。夯坑内或场地积水应及时排除。

3.6强夯施工过程中应有专人负责下列监测工作：（1）开夯前应检查夯锤重和落距，以确保单击夯击能量符合设计要求；（2）在每遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正；（3）按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。

3.7强夯施工可按下列步骤进行：（1）清理并平整施工场地；（2）标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；（3）起重机就位，使夯锤对准夯点位置；（4）测量夯前锤顶高程；（5）将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，庆及时将坑底整平；（6）重复步骤五，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；（7）重复步骤三至六，完成第一遍全部夯点的夯击；（8）用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；（9）在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。

3.8施工过程中应对各项参数及施工情况进行详细记录。

4.质量检验

4.1质量检验的数量，应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定。对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑物地基的检验点不应少于3处；对于复杂场地或重要建筑物地基应增加检验点数。检验深度应不小于设计处理的深度。

4.2检查虽夯施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合设计要求时应补夯或采取其它有效措施。

4.3强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基质量进行检验。对于碎石不土和砂土地基其间隔时间可取1～2周；低饱和度的粉土和粘性土地基可取2～4周。

4.4质量检验的方法，宜根据土性选用原位测试和室内土工试验。对于一般工程应采用两种或两种以上的方法进行检验；对于重要工程应增加检验项目，也可做现场大压板载荷试验。