浅析强夯法加固地基的应用

摘要：阐述强夯地基的来由、技术特点和适用范围和强夯法加固地基机理，并对工程实际应用进行了分析。

关键词：强夯法，地基，加固

Abstract: the article discusses the dynamic compaction foundation began, technical features and applicable range and heavy tamping method mechanism, and the engineering application are analyzed. 

Keywords: dynamic compaction method, the foundation, strengthening

中图分类号：TV223 文献标识码：A 文章编号：

1 强夯地基的来由、技术特点和适用范围

1.1 强夯法的来由

强夯法又称动力固结法，是将一个重锤（一般为10-40t，国外曾有过锤重200t的报道）从高处（10-40m）自由下落，夯击地基，从而使地基土的强度得到提高、压缩性得到降低的方法。1957年，英格兰的道路研究所就曾运用普罗克特（Proctov）击实原理进行过深层土体的压实处理，但直到1970年前后，强夯法才在法国工程师路易斯梅纳（LouisMeiiard ）的开发和倡导下，真正大规模地应用于深层土体的加固处理中。强夯法最初仅用于加固圆锥探头阻力9s低于lOMN/mZ的砂和碎石层，随着施工机械和施工工艺水平的提高，实践证明，强夯法也可用于粘性土地基的加固处理。

1.2 强夯技术的特点

a.适用各类土层：可以用于加固各类砂性土、粉土、一般黏性土、黄土、人工填土，特别适宜加固一般处理方法难以加固的大块碎石类土以及建筑、生活垃圾或 工业 废料组成的杂填土，结合其它技术措施亦可用于加固软土地基。

b.应用范围广泛：可应用于工业与民用建筑、重型构筑物、设备基础、机场跑道、堤坝、公路和铁路路基、贮仓、堆场、油罐、桥梁、港口码头、核电站、人工岛等

c.加固效果显著：地基经强夯处理后，可明显提高地基承载力、压缩模量、增加干密度、减少孔隙比，降低压缩系数、增加场地均匀性，消除湿陷性、膨胀性，防止振动液化。 （4）有效加固深度：单层8000KN.M高能量级强夯处理深度达12 m，多层强夯处理，深度可达24~54 m，一般能量强夯处理深度在6~8 m。

d.施工机具简单：强夯机具主要为履带式起重机。当起吊能力有限时，可辅以龙门架等设施。

e.节省材料：一般的强夯处理是将原状土施以能量，无需添加建筑材料，大大缩短施工周期。

f.节省造价：由于强夯工艺无需材料，节省了建筑材料的购置、运输、制作、打入费用，除了消耗油料外，没有其它消耗。

g.施工快捷：只要工艺适合，特别是对粗颗粒非饱和土的强夯，周期更短；但是，雨天影响比较严重。

1.3 强夯法加固地基在工程中适用范围

强夯施工方法具有施工机具简单，施工方便，加固地基效果显著，适用范围广泛，能缩短工期和降低工程造价等优点。一般来讲，强夯地基适用于处理碎石、砂土、杂填土（不含生活垃圾）、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土等。

2 强夯法加固地基机理

关于强夯法加固地基的机理，目前有关专家学者意见还不很一致，但对于地基处理中经常遇到的几种类型的土，一般的观点认为：强夯法是在极短的时间内对地基土体施加一巨大的冲击能量（一般而言此冲击能量不小于800kN-m），加荷历时约几十毫秒，对含水量较大的土层，加荷时间约100毫秒左右。这种突然释放的巨大能量，将转化为各种波型传到地下。首先到达某指定范围的波是压缩波，它使土体受压或受拉，能引起瞬时的孔隙水汇集，因而使地基土的抗剪强度大为降低，据理论 计算 这种波以振动能量的7%传播出去，紧随压缩波之后的是剪切波，以振动能量26%传播出去，剪切波会导致土体结构的破坏。此外的瑞利波（面波）以振动能量的67%传出，在夯点附近造成地面隆起。土体在这些波的综合作用下，土体颗粒重新排列相互靠拢，排出孔隙中的气体，使土体挤密压实，强度提高。

根据上述观点，地基土经强夯法加固后，其强度提高过程大致可分为四个阶段：夯击能量转化，同时伴随强制压缩或振密（表现为土体中水及气体排出，孔隙水压力上升）；土体液化或土体结构破坏（表现为土体强度降低或抗剪强度丧失）；排水固结压密（表现为渗透性能改变，土体裂隙 发展 ，土体强度提高）；触变恢复并伴随固结压密（包括部分自由水又变成薄膜水，土的强度继续提高）。

3 工程实际应用

3.1 工程概况

根据设计要求，我公司施工的陕西新元洁能电厂合同段地基处理工程主要是厂区道路、管、沟预处理，处理面积约50000㎡，本工程回填土区道路、管、沟地基处理采用强夯法处理5米。处理区域为规划红线范围以内回填土区域的道路、直埋管道、沟道及厂外进场道路。有效处理深度为路基以下、直埋管道、沟道以下5 m；若先强夯，后施工路基、直埋管道、沟道，则有效处理深度为5m+路基厚度或直埋管道、沟道埋深。采用一次性处理，道路及管廊边外放3.0m，处理后场地地层承载力特征值要求不小于120kPa。

3.2 强夯施工情况

a.本次强夯在施工前，首先选择了区域进行了试夯，试夯区域经检测合格后，再根据试夯区的施工参数，在场地大范围推广施工。

b.全部采用“两遍点夯、一遍满夯”的施工方案，点夯夯击能采用4000KN·m，夯点间距5.5m，落距19m，采取8击，第一遍夯点正方形布置，第二遍夯点在第一遍夯点之间布置；满夯夯击能采用2000KN.m，落距10m，按1/4搭接。

c. 施工过程中，如遇雨水天气，则严格按照强夯施工规范要求，当土质含水率达到最佳含水率后，再进行施工，以确保施工质量。

d.收锤标准。①最后两击的平均夯沉量≤50mm。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提锤困难。

3.3 加固效果

该工程由业主委托延安志宏地基检测有限公司进行试验检测分析：采用静载和标准贯入试验法进行检测，结果表明：强夯试验区经强夯处理后，地基承载力≥120KPa满足设计要求。

4 结束语

用强夯法处理地基其本身具有施工工艺、设备简单,易操作和控制,工程造价低等诸多优点,是目前常用的一种地基处理方法,但其本身也有它的局限性和不足点,有待于我们日后不断的改进和创新,使其更广泛的应用于我们的工程施工过程中,更好的为服务于工程建设工作.

参考文献：

［1］周德泉,张可能，强夯加固填土的效果与机理分析［J］.中南大学学报,2004,35（2）：77-81.

［2］CECS279-2010.强夯地基处理技术规程［S］.

［3］GB50007-2002.建筑地基基础设计规范［S］.