强夯在软土地基中的施工技术探讨

刘启虎

摘要：软土地基施工是公路、建筑、水利等工程建设过程中经常遇到地基类型具有更高施工难度，而强夯法作为一种有效的地基处理方法在软土地基施工中的运用对于保证工程整体质量具有重要的意义。施工单位应当强化对软土地基处理中强夯法运用的重视，不断提升强夯法在软地基中运用水平。本文将对强夯法的加固机理进行分析，并在此基础上研究强夯法运用的工具，进而探索强夯法在软土地基中的有效运用。

关键词：强夯；软土地基；施工技术

一、 加固机理

强夯法是处理松软地基土的一种有效的加固方法，它是在过去"重锤夯实法"的基础上发展起来而又与该法截然不同的一种软土地基加固方法。强夯法加固多空隙、粗颗粒、非饱和土时，是基于动力压密的概念.即以很大的冲击能量作用于地基上，使土体产主较大的瞬时沉降。这样夯坑深度可达lm左右，土体中孔隙可减少60%，土体强度可提高2～3倍。而强夯法处理细粒饱和土是借助于动力固结理论，以巨大的冲击能在土中产生应力波.破坏土体原状结构，使土体局部发生液化并产生许多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水顺利流出。待超孔隙水压力消散后，土体固结。由于软土的触变性，强度得到提高。

二、强夯施工机具

（一） 起重机械

起重机械是在工程中实现强夯技术的重要机具，强夯施工中选择合理的机具对于施工效果具有重要的意义。通常情况下首先应当考虑的是工程要求，然后是使工程费用尽量降低。基于满足工程要求的角度，选择单击夯击能则应当以设计要求的地基处理深度为依据，进而确定起重机械。砂土、碎石土地基的单击夯击能范围为1000knm至6000knm，对应有效加固深度范围为5m至9.75m，所以需要通过单击夯击能的大幅提升实现加固深度的增加。根据实践经验，单击夯击能大于3000knm时，施工费用和单击夯击能呈正比关系。同时，强夯施工费用多为机械台班费，所以要想降低施工费就应当选择台班费较低且性能良好的起重机械。根据以上分析可知，要想提升经济性应当将我国的软地基强夯施工中的单击夯击应当控制在3000knm以内，所以施工单位应当采用一机多用的办法。

（二） 夯锤

实际当中处理深度和起重机的起重能力综合决定夯锤重，进而影响夯击效果。当前各种图纸、能级、处理深度、处理目的要求通过分体组合式夯锤、一体夯锤都能够得到满足。我国当前采用的10只25吨重的夯锤，最大重量为40吨。夯锤平面形状是否合理也会对夯击效果产生影响，实际当中多采用圆形，能够有效解决正方形锤无法保证夯击夯坑有效重合的问题。由于对于夯击能力的要求不断提升，夯锤的性能也需要得到相应的提升，所以应当尽量运用铸钢夯锤。最后，夯锤排气孔的设置也对夯击效果具有重要影响，所以应当在锤底设置于上表面联通的排气孔，进而最大限度降低坑底吸引夯锤的力，提升夯击效果。

三、强夯在软土地基中的施工技术要点

（一） 试夯

正式施工之前，需要依据初步设置的强夯参数，进行现场具有代表性场地的试夯。然后应当对比夯前测试数据和测试数据，进而判断最合理的工程强夯参数。如果与设计要求存在差距，则需进行设计参数的调整。同时也可采用不同设计参数方案进行试夯，通过比较选择最优。

（二） 场地平整

应当对强夯后可能产生的平均地面变形进行预先估计，进而获得夯前地面高程，在接下来的凭证环节中需使用推土机进行。与此同时，还应当对强夯范围内的各种地下管辖位置、标高和地下构筑物进行明确，在强夯施工的过程中应当尽量减小对它们的破坏。否则就应当根据可能产生的影响范围，通过相应的措施避免产生实质性破坏。

（三） 铺垫层或降低地下水位

强夯前应在地表铺设一定厚度的垫层，垫层可采用碎石、矿渣等坚硬粗颗粒材料。对于地下水位较高、地表层为细粒土的软土地基。在形成硬层后软土地基就能够有效支撑起重设备，这样机械施工和通行就能够顺利实现，另外还能够实现地表面和地下水距离的增加，进而预防产生夯击时夯坑积水或夯击效率降低的问题。

（四） 抛填片石与强夯施工

（1）工程概况

龙街互通K89+400～K91+020.163段，龙街互通立交区位于澄江坝区，均为水田，地表常年积水，地下水位高，地下水较丰富，表面为2.0～3.0米厚的淤泥质土，特殊路基处治工程治理面积为169552 m2，原设计图纸上对软基处治主要采用强夯处理方案。段落地下水位高地段方案，挖除2.0米软土换填2米片石至原地面后强夯强夯沉降量部分采用片石分层填筑至原地面。

（2）强夯的深度检算

根据实际称量夯锤重22.48t，夯击能2500KN.m，底面直径2.4米，底面积4.52平方米，錘底静压力为49.7KPa；落距12m计算，其加固深度按照以下公式计算，其加固深度达到11.5m，能满足对下部土层的加固作用。

H=0.73（mh）1/2=0.7×（22.48×12）1/2=11.5米

式中：

H-加固深度（m）；

M-锤重（KN）；

h-落距（m）；

α-修正系数（0.35-0.7）。

（3） 夯击遍数及间歇时间

夯击遍数根据试验段数据，具体击数以最后一次夯击下沉量不大于5cm为限。采用点夯两遍，满夯一遍。根据底层土为砂粘土，介于砂性土和粘土之间，砂性土孔隙水压力消散时间一般只有3～4min，而粘土一般为2～4周，两遍点夯之间间歇时间确定为15d。

（4）片石选用、加固范围及夯点布置：

片石选用直径大于0.3m，厚度大于0.15cm，且不易风化石料。本段抛填片石采用左所石场，该石场片石贮量丰富，材质良好，经项目部中心试验室检验，符合要求。

加固范围为全部路基范围，考虑线路左侧为水田，布点时向内侧回收0.5m，夯点布置采用正方形布点，间距5m，两遍之间夯点交替错开。

用夯击能为2500KN.m的强夯机对基底进行强夯处理，使地基承载力达到≥180kPa的要求。主夯点间距5米，相邻四个主夯点中心连线的交战设副夯点。强夯法施工步骤：①清理并平整场地→②测量放夯点→③设置检测→④测量标高并标现主点位置→⑤夯机就位，使夯锤对准夯点位置，测量夯前锤顶高程→⑥将夯锤提到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程→⑦重复步骤⑥，按规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击→⑧换夯点，重复⑤～⑦步骤，完成第一遍夯点的夯击→达到规定时间后，用推土机将夯坑填平，并测量场地高程→标出副夯点位置→重复⑤～⑦步骤，完成第二遍副夯点的施工→达到规定时间后用推土机推平进行满夯→用推土机进行平整，并测量标高→现场进行压实度检测等试验→进行下道工序路基填方。

（五） 强夯振动

根据实践经验，只要强夯施工与一般建筑物之间保持距离不小于10到15米，那么就不会产生不良影响。如果建筑五对振动具有特殊要求或者其中具有精密仪器设备，那么就应当采取相应措施，将强夯造成的影响控制在合理范围内。实际当中可以利用的深度大于影响建筑物基础深度、宽度m1的隔振沟降低强夯振动的影响。

结语：

本文分析了强夯法在软土地基中的运用，以求为提升我国软土地基施工水平贡献绵力，但本文仍存在一定局限，希望行业人员能够提升对强夯法运用的重视，进而提升软地基施工处理的水平。

参考文献：

[1]李志翔，张戎，钟丽萍.强夯法在软土地基处理中的施工实践[J].给水排水，2011，（01）：99-102.

[2]张晓菁.强夯及强夯置换法在处理中软土地基中的应用分析与探讨[J].黑龙江科技信息，2014，（15）：252-253.