强夯法在地基基础加固中的应用

胡轲

（浙江广厦股份有限公司，浙江 杭州 310013）

强夯法最早在我国实验研究是在1978年，而国外最先创用的的是法国的Menard技术公司于20世纪60年代开始创用。一般的建筑人员都知道，在建筑施工时，采用强夯法对黄土地基，可以消除黄土地基的湿陷性。大大提高了地基的承载能力以及压缩模量，再加上这种方法在施工过程中方便，经意效益高，越来越得到建筑单位和相关人士的应用。但是如何在施工中选用航点布置方式，怎么控制好夯击的力度以及夯锤落距的选择都会直接影响到地基加固后的效果。笔者根据自己的经验结合了一些工程实例进行强夯法合理科学技术参数的探讨，希望对类似的工程施工有一些作用。

一、概述强夯法加固地基的机理

所谓的加固机理，就是利用起重机或者相类似的机器将足够吨位的重锤吊起到需要的高度，然后再自行自由下落，相应的地基在极短的时间内由于受到重锤施加的一个巨大的冲击能量，土地经由反复冲击产生的压缩波、瑞利波以及剪切波受到瞬间的加荷、卸荷及剪切的作用，改变了土质中土粒原有的位置形态，使它们产生位置移动，形成一种比原来的形式更稳定的状态，使原有的土体增加密度，提高强度。掌握好强夯法加固地基的机理才能在实践中准确的运用，正确的计算出相关的参数，运用理论知识事先进行设计。

二、影响强夯的技术参数

1、必需的机具设备。机具设备在强夯加固地基中很重要。主要的机具设备包括履带型起重机，夯锤和自动式脱钩。履带起重机具有稳定性好应稳定性好，耐振动性强的特点。但是其起重能力应该大于或者等于夯锤重量的1.5倍，吊臂长度应满足夯锤起吊高度的要求吊臂在要求的起重量下，回转半径应不小于6m。一般夯锤的底面积圆形的比较合适。夯锤的重量应该根据被加固的涂层的厚度以及夯击能量的大小由设计来定。自动脱钩要选择有足够的强度和耐磨性的自动脱钩，并且挂钩要轻便脱钩要具备足够的灵活性。

2、夯锤的底面积。在决定夯锤锤重的前提下，正确的选择一个合适的锤底面积是保证夯后加固效果的重要途径之一。根据实践调查表明，当夯锤重量为100～200KN时，锤底面积应该介于4.5～6.0m2之间，夯锤单位面积承受的静压力G在20～35KPa之间比较适合。公式如下公式中：Q=夯锤的重量（kN）；F=夯锤的底面积（m2）

3、夯击能量。下列式子中QH表示的是夯锤的重量和落距之间的乘积，即夯击能量。需要处理的黄土层的厚度用D表示，在夯锤重量一定的情况下，落距就是唯一的影响夯击能量大小的因素。即：增大或者减小夯锤的落距决定夯击能量的提高与降低。其初步估算有效影响深度可以用下列公式进行计算公式中D=加固地基的影响深度(m)；Q=锤重(kN)；H=落距(m)；K=系数。湿陷性黄土系数表示为0.34～0.5，砂土系数表示为0.6～0.8。

4、夯位排布。强夯夯位的排布，可以分为两种：一种是根据地基强夯夯位的排布；另一种是根据基础平面形状而定分正方形或梅花形两种排布法。需要加固的土层的厚度决定夯点的分布。加固土层比较厚深时，其间距应该大些；加固土层比较浅时，其间距应该小些。各夯点之间的中心间距适合以1.4～2.0倍的距离作为锤底直径。强夯每边超出基础外缘的宽度不宜小于3.0。

5、夯击遍数。在我国的建筑施工的过程中，绝大多数的夯击遍数为一遍，并采取连续夯击的夯击方法。主夯完成后，再用夯锤低落距产生的用小能量对表层松土进行小夯。也可将松散的表面土层压实或清除，在夯面以上设置合适厚度的灰土垫层。

6、夯击沉陷量。松散的地基土在夯锤的夯击下，将会很大程度的沉陷。强夯地基的夯沉量与夯击能量大小以及地基土的松散程度有关。夯击能量高，夯沉量大；土质松软，夯沉量也大。在强夯施工前，湿陷性黄土地基应该先把地表耕植土层清除掉。但是要注意，地基夯沉量小于基础埋深时,还需挖除多余土层到设计开夯标高。若地基夯沉量大于基础埋深时，将会使基础下土或灰土垫层变厚，造成整个房屋的增加造价，因此，想要在建筑施工的过程中减少投资就要正确的掌握夯击沉陷度，科学合理的清除地表土和多余土层，把握好土层的厚度。黄土的性质决定夯击的沉陷量，夯打击数一般需要通过试夯来确定。夯打基数和沉陷数量密切相关。但要遵循土体竖向压缩最大，侧向位移最小的原则。根据有关调查统计资料和相关工程实例分析：主夯点处一般大于等于12击，主夯点处最后两击的平均夯沉量不大于5cm为宜,拍夯点处夯击能量应该减半，击数减少为3～5一击，并拍平地基表面。

7、相邻夯击两遍间的间歇时间。受到夯击的土质决定相邻夯击两遍间的间歇时间，在建筑工程施工的大量实例与实验证明，对于软粘土，夯完后的瞬间，孔隙水压力的最大值会出现。当每次的总夯击能量越大，那么孔隙水压力遣散的时间越长，因此间歇时间大约在一个月左右。对于砂性土，孔隙水压力的最大值出现在夯完后的瞬间，其水压力小三的时间也短，只有3～4分钟。因此，就土质性质而言，砂性土、黄土、可以连续作业。

三、夯击法施工之前要做的准备工作

强夯施工前必须熟悉的有关资料有这些：（1）施工所在地工程地质详勘报告；（2）基穴普探图；（3）夯位图以及基础平面图；（4）强夯地基的相关设计要求；（5）保障强夯质量和工期的有效措施方案。在开夯前，要按要求清除地下管线、硬质物体等障碍物。对于埋深大于处理深度的坑洞，应该事先处理好。埋深较浅的洞坑，洞穴以及局部土质比较松软的地基，应该在地面上做出相应的标志，施工时应注意加强夯击。在施工过程中遇到的特殊问题无法解决，应该及时和相关部门以及设计单位联系，共同商讨处理方案。

小结：近几年来，由于我国的建筑施工发展的比较快，相应的地基加固技术发展得也很快，其中强力夯实法越来越受到人们的重视，在许多工程上得以应用。它的优点在于不需大动土方，不需多费任何建筑材料，具有简单的操作过程，施工的进步也很快，施工的工期短，经济效益高等特点。并且这种方法适用范围广，在处理粘土，砂土，杂填土及湿陷性黄土的土质地基中都可以使用。对消除湿陷性黄土的湿陷性有良好的明显效果。强夯法施工过程简便、设备不复杂、施工工期短、工程造价低所带来的经意效益明显。正是由于上述特点，强夯理论的研究才显得不够充分。本文在此也只是做了初步的探讨，希望能得到同行的指点，学到更多的东西。

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