变电站地基强夯处理施工技术

摘 要：在变电站的施工工作中，由于我国的地形复杂或者土质的多样化，导致工程建设需要对天然的地基进行处理满足建筑工程的需要。在现在的施工工程中，地基处理所花费的成本在工程建设总成本中占有相当大的比重。地基的质量决定着变电站的稳定和牢固，地基出现问题，所花费的维修代价相当大。越来越多的施工人员注重建设地基的方法，文章主要结合变电站的地基建设，介绍强夯处理的施工技术。概述其加固原理与作业流程，并对该技术实际案例进行分析研究。

关键词：变电站；地基；强夯处理

中图分类号：TU74 文献标识码：A

地基的好坏决定着工程建设的质量，强夯技术是地基建设中常用的方法之一。地基强夯技术由法国梅纳首创于1969年，是地基加固方法的一种。其技术原理就是用很重的锤自由落体，使得地基获得强大的振动和冲击力，提高地基的土质强度的同时降低地基土的压缩性。强夯的过程对地基土产生压缩和剪切，导致土地中孔隙发生压缩现象，地基土能迅速固结。强夯之后，土体的密度提高，土质强度也随之增大，提高地基土的承载力。

一、地基强夯处理施工技术的加固原理

强夯过程中冲击波对地基土的作用。在落锤自由落体的高能量夯击下，地基土中产生高能量的冲击横波和冲击纵波。高能量的夯击使得地基土的表层产生侧向挤压和冲切压缩。冲击横波作用于表层地基土，使得表层地基土剪切变形，冲击波深到一定程度就只存在纵波，对土体起压密的作用。随着加固土层的深度增加，纵波强度的衰减程度越来越明显，压密土体的作用效果也减弱。因此，土层的影响区域分为四层：第一层地基土的表层土体，因为横波和纵波的作用产生土体松动，消耗了一部分能量。第二层土体，由于纵波的重复作用，纵波产生的压缩能量大于土层的弹性变形，从而导致土体被压缩发生塑变，增加土质的强度。第三层，不断增加深度，纵波压缩的衰减效果越来越强烈，固结效果减弱。第四层，纵波的能量被消耗，土体无法被压缩塑变，加固作用失效。纵波可以在液体中进行传播，含水量较大的土地地基也可以采用强夯法达到加固的效果。

地基土土体强度不断成长的过程。强夯法加固地基，地基强度的不断增长和土体空隙内的水压有关，冲击波的反复作用，土体中产生裂缝的数量不断增多，土体的渗透系数不算增长，空隙内水的压力不断降低，土体的密度加大，土体随着时间的延长发生触变，其强度越来越大。强夯在土体中产生的水压力的大小相当于土体强度的效果。饱和土体中，孔隙水压力的变化和土质、夯击点的顺序、夯击系数有关。

二、强夯的大致流程

地基强夯处理施工技术大致施工工序为，施工前的准备工作：平整场地、进行高程测量、定位测量、复审测量结果。施工中的工作：安装夯机，进行第一遍夯击并且夯完后填平夯坑，进行定位测量。进行第二遍点夯，夯完后填平夯坑，进行水准测量。进行普夯阶段，夯完平整土地。结束施工。

测量工作人员按照设计图上的夯击点实地测量，准确测量夯击点，做好相关标记，不允许偏差太大。

单点强夯施工中，首先要把夯机放到指定位置，第二步将夯锤对中，再测量出夯锤锤顶的标高，第三步将夯锤提升到指定高度自由落体，直到夯沉量达到预期的要求进行收锤工作，然后进行下一点夯击。夯点的施工顺序要根据现场的具体情况、补土情况等规定，补土的操作和点夯的操作同时进行。

点夯完成后，要根据场地的标高进行补土操作，补土到指定标高进行满夯操作。两遍强夯之间或者普夯和点夯之间应该注意土体内孔隙水的消散，等到水消散后再进行夯击。

三、工程实例的分析

某变电站占地面积41259m2，所在的地区属于低丘谷洼地貌，站内覆盖层主要是淤泥、粉质粘性土和人工填土，基岩成分属于砂砾岩。场地的西南方属于填土区，东北属于挖土区。未经处理不能使用天然地基。通过勘探和计算，使用强夯法，强夯的面积为19856m2强夯的施工参数：第一遍使用点夯，把夯点正方形布置，其单击能1500kN·m，间距为2D，每一点的夯击数为5-8下。第二遍进行普夯，单击的能量800kN·m，点距为0.8D，每个夯点击2-3下。夯点的收锤，最后的两击夯沉量平均不大于5-8cm。夯击后，地基的承载力要不低于200kPa，支架的承载力不低于150kPa，其余地方的承载力不小于120kPa。变电站的施工单位有两台起吊设备，夯锤重120kN，起吊能力350kN，锤底的直径2m。根据上述数据计算有效加固的深度为6.1m。

四、施工的过程

按施工前的设计要求，准确的测量强夯的处理范围，在整个的夯击时间段中布置8个检测点，位置一样，便于数据对比和数据分析。夯击前的检测，用钻探在原土层取6个土样，扰动样2袋，动力触探孔8个。

强夯时，要挖防振沟。强夯的过程会对夯击点附近的建筑物产生影响，防止高能量夯击引起振动影响的措施，就是开挖防振沟。强夯结束后，防振沟用轻击能夯实到原场地实际标高。

施工质量的控制。夯点要准确测放，误差不超过20厘米。夯击的顺序保持一定，每一次夯击后要推平夯坑，再进行下一次夯击。根据试夯结果，确定夯点的夯击次数，严格执行。倾斜角要超过30度，防止坑底倾斜，填平夯坑后进行下一次夯击。及时的疏导坑底的积水，清淤，避免施工的困难进行。施工中详细记录施工情况和各项参数。施工的过程应该和所有参与方相互交流，在施工条件达不到要求时，尽快想出解决办法，进行改进。

施工过程要注意施工安全。施工相关的全体成员要熟知强夯施工中应该注意的安全标准、条例和规范等，时刻谨记安全操作规程。工程施工前，施工管理人员应该与全体员工进行安全技术交流，强调工程中存在的危险因素和施工中可能出现的特殊问题，并且交代应对措施。施工现场要设置明显的闲人免进标志、纪律警告、安全警告标志。施工中要注意集中精力、遵纪守法、严禁违章作业。按照相关要求穿戴防护用品。夜间作业要采取良好的照明措施，条件不充分禁止作业。在能见度低的大雾天气或者雷雨大风等气候恶劣的天气，要停止作业。每次施工作业前要检查设备是否处于正常工作的状态中。夯机作业过程中，司机应该按照要求操作，夯机、夯锤的移位需要专人指挥，保持运行的一致性。夯机应支撑平稳，在软土地基应该采取防止下陷的措施。施工中不得在作业半径内走动，施工的过程注意飞石伤人。定期的检查和维护夯机的部件，保证夯机的安全性能和机器正常工作性能。

在强夯的范围内选取代表性的区域，选择夯锤的落距为12米，进行初步夯击。试夯的过程中，布置两个动力初探检测孔，根据第二遍普夯的显示结果，保证基本达到设计要求。最后根据试夯的数据确定合适的含水量，调试施工参数。

点夯是根据设计的点距和试夯决定的单点锤击数夯击。布置夯击的位置和顺序应该留有通道方便吊机移位。夯击点的距离用石灰标出来，确保误差不大于5厘米。根据试夯的结果确定夯点的夯击次数，严格执行夯锤收夯原则，最后两击平均的夯沉量不超过5～8cm。夯击的过程要保证坑底不能倾斜，倾角要大于30度，填平夯坑的坑底才能进行下一次夯击。施工中详细记录各项参数和施工情况。

进行施工中的夯中检测，将强夯前的检测结果和强夯中的检测结果进行对比，反应加固效果。

当点夯完毕后，要经过一段时间的间歇，确保孔隙中水压力消失，然后进行第二遍夯击作业。本工程中，场地的土颗粒含水量很低，孔隙的水压力消失的速度快，即间歇时间较短，直接进行第二遍普夯，夯完后推平场地。

检测强夯施工完后的结果是否满足设计要求，对于不满足标准的区域要补夯，对含水量很高的软土层要用干土或者石粉处理再补夯，直到夯击的结果符合标准。工程中在二号区发现土层下3米处存在软土层，加固的效果不符合标准，用石粉置换后进行补夯，达到规定的标准。

五、检测强夯效果

对于工程的质量指标，该地的质量监测站进行检测，按设计要求确定40个点进行检测，其中包含动力触探孔20个和标准贯入孔15个以及静力荷载压板点5个。检测发现，通过对压板试验检测得到地基土体的承载力标准是235kPa，压缩的模量超过4.5kPa，达到设计标准，个别地点发生补夯现象，补夯后的检测达到标准。根据动力触探孔发现有些点承载力没超过200kPa，施工单位进行补夯，补夯后的结果达到标准。在检测中发现，某处压板附近3.5米以下存在粉质粘土，增加动力触探点检测强夯质量效果，确定实践结果达到相关要求。本站根据设计需要通过室内的土木试验等检测过程发现，强夯的处理施工技术达到了设计要求。

结语

在我国的社会主义建设中，建筑工程的发展离不开地基强夯处理施工技术，强夯法加固地基的方法施工设备简易，施工节省材料而且成本较低。施工所用到的成本要比安装桩基的成本低，适合变电站的建设。强夯处理施工技术可以将任何土质的地基加固，确保建筑工程的质量。利用强夯处理施工技术加固地基，有效的防止建筑物随着时间的延长出现地基裂开、倾斜的现象。

参考文献

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