摘 要：在民用建筑地基加固處理中應用強夯法，具有工期短、施工工藝簡單、工程造價低的優(yōu)點。本文對強夯法各個施工工藝環(huán)節(jié)和質(zhì)量控制要點進行了較為詳盡的分析探討，可為強夯法在地基加固應用提供參考。

關鍵詞：強夯法 民用建筑 地基加固

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0058-01

強夯法，也稱為動力固結法。強夯法處理地基是20世紀60年代末由法國路易斯梅那德技術公司首先創(chuàng)用的。強夯法就是以8～30 t的重錘，8～20 m的落距（最高為40 m）自由下落對土進行強力夯擊的一種地基加固方法。強夯時對地基土施加很大的夯擊能，在地基土中產(chǎn)生的沖擊波和動應力，可提高土體強度，降低土的壓縮性，起到改善砂土的振動液化性和消除濕陷性黃土的濕陷性等作用。同時，夯擊還能提高土層的均勻程度，減少將來可能出現(xiàn)的不均勻沉降。

強夯法是在重錘夯實的基礎上發(fā)展起來的，但其機理又不相同的一項技術，根本區(qū)別在于后者采用的夯擊能量較小，僅適用于含水量較低的回填土表層加固，影響深度為1～2 m，而強夯法主要是深層加固，加固深度和所采用的能量遠遠超過淺層重錘夯實法。

強夯法已廣泛應用于雜填土、碎石土、砂土、低飽和度粉土、粘性土以及濕陷性黃土等地基的加固中。它不但可以陸上施工，而且也可在水下夯實。工程實踐表明，強夯法加固地基具有施工簡單、使用經(jīng)濟、加固效果好等優(yōu)點，因而被各國工程界所重視。其缺點是施工時噪音和振動較大，一般不宜在人口密集的城市內(nèi)使用。對高飽和度的粉土與粘性土等地基，當采用夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進行強夯置換時，應通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。

1 強夯法的加固機理

強夯法在實踐中雖已被證實是一種較好的地基處理方法，但到目前還沒有一套成熟和完善的理論和設計計算方法，許多參數(shù)的確定只參考經(jīng)驗或半經(jīng)驗公式。實踐表明，在夯擊過程中，由于巨大的夯擊能和沖擊波，土體中因含有許多可壓縮的微氣泡而立即產(chǎn)生幾十厘米的沉降；土體局部產(chǎn)生液化后，結構破壞，強度下降到最小值；隨后在夯擊點周圍出現(xiàn)徑向裂縫，成為加速孔隙水壓力消散的主要通道；粘性土具有的觸變性，使降低了的強度得到恢復和增強。這就是強夯法加固的機理。

在進行強夯時，氣體體積壓縮，孔隙水壓力增大，然后氣體有所膨脹，在孔隙水排出的同時，孔隙水壓力減少。根據(jù)試驗，每夯擊一遍，氣體體積可減少40%。土體的沉降量與夯擊能成正比。

相應于孔隙水壓力上升到與覆蓋壓力相等的能量級時，土體即產(chǎn)生液化，吸附水變成了自由水，此時土的強度下降到最小值，當所出現(xiàn)的超孔隙水壓力大于顆粒問的側向壓力時，致使顆粒間出現(xiàn)裂隙，形成排水通道，土的滲透系數(shù)驟增，孔隙水得以順利排出。當孔隙水壓力消散到小于土顆粒問的側向壓力后，裂隙自行閉合，土中水的運動又恢復常態(tài)。有規(guī)則的網(wǎng)格布置夯點，由于積聚的夯擊能量，在夯坑四周會形成有規(guī)則的垂直裂縫；而不規(guī)則的和絮亂的夯擊，將破壞這些排水通道的連續(xù)性。

隨著孔隙水壓力的消散，由于土顆粒間緊密接觸以及吸附水層逐漸固定，土的抗剪強度和變形模量就有較大幅度的增長。在觸變恢復期間，土體的變形（沉降）卻是很小的。

2 強夯法的施工設備和工作流程

2.1 強夯法的施工設備

強夯法施工過程中主要需要如下設備：（1）起重機。（2）鑄鐵錘或鋼殼包混凝土芯錘。（3）自動脫鉤裝置。（4）門支架。（5）水準儀。（6）水壓力觀察計。（7）經(jīng)緯度儀。（8）推土機。

2.2 強夯法施工工藝流程

強夯法施工主要按照如下流程進行：（1）清理并平整施工場地，當表土松軟時可鋪設一厚度為1.0～2.0 m的砂石施工墊層。（2）標出第一遍夯點位置，并測量場地高程。（3）起重機就位，使夯錘置于夯點位置。（4）測量夯前錘頂高程。（5）將夯錘起吊到預定高度，待夯錘銳鉤自由下落后，放下吊鉤，測量錘頂高程。若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時將坑底整平。（6）重復步驟（5），按設計規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標準，完成一個夯點的夯擊。（7）重復步驟（3）～（6），完成第一遍全部夯點的夯擊。（8）用推土機將夯坑填平，并測量場地高程。（9）在規(guī)定的間隔時間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，半場地表層土夯實，并測量夯后場地高程。

3 強夯法的施工要點

強夯法施工應遵循如下要點：（1）一般情況下夯錘重可取10～25 t，其底面形式宜采用圓形。錘底面積宜按土的性質(zhì)確定，錘底靜壓力值可取25～40 kPa，對于細顆粒土錘底靜壓力宜取較小值。錘的底面宜對稱設置若干個與其頂面貫通的排氣孔，孔徑可取250～300 mm。（2）強夯施工宜采用帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機或其他專用設備。采用履帶式起重機時，可在臂桿端部設置輔助門架，或采取其他安全措施，防止落錘時機架傾覆。（3）當?shù)叵滤惠^高，夯坑底積水影響施工時，宜采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的松散性材料。夯坑內(nèi)或場地積水應及時排除。（4）強夯施工前，應查明現(xiàn)場范圍內(nèi)的地下構筑物和各種地下管線的位置及標高等，并采取必要的措施，以免因強夯施工而造成損壞。當強夯施工所產(chǎn)生的振動，對鄰近建筑物或設備產(chǎn)生有害的影響時，應采取防振或隔振措施。

強夯施工過程中應有專人負責下列監(jiān)測工作：（1）開夯前應檢查夯錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合設計要求。（2）在每遍夯擊前，應對夯點放線進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應及時糾正。（3）按設計要求檢查每個夯點的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量。施工過程中應對各參數(shù)及施工情況進行詳細記錄。

4 強夯法的質(zhì)量檢驗

檢查強夯施工過程中的各項測試數(shù)據(jù)和施工記錄，不符合設計要求時應補夯或采取其他有效措施。

強夯施工結束后應間隔一定時間方能對地基質(zhì)量進行檢驗。對于碎石土和砂土地其間隔時間可取1～2周；低飽和度粉土和粘性土地基可取2～4周。

質(zhì)量檢驗的方法，宜根據(jù)土性選用原位測試和室內(nèi)土工試驗，對于一般工程應采用兩種或兩種以上的方法進行檢驗；對于重要工程應增加檢驗項目，也可做現(xiàn)場大壓板載荷試驗。

質(zhì)量檢驗的數(shù)量，應根據(jù)場地程度和建筑物的重要性確定。對于簡單場地上的一般建筑物，每個建筑物地基的檢驗點不應少于3處；對于復雜場地或重要建筑物地基應增加檢驗點數(shù)。檢驗深度應不小于設計處理的深度。

5 結語

實踐證明，民用建筑地基加固中應用強夯法，加固效果好且施工簡單。強夯法必會以其省材、價低、工期短的優(yōu)點成為重要的地基處理技術之一。

參考文獻

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