建设工程土地基加固处理中强夯法应用研究

苗新立

（河南省盛达建设有限公司，河南 郑州 450046）

土地基加固处理中的强夯法因具有设备简单、施工方便、适用范围广、节约材料等优点而被广泛应用。强夯法是软土地基承载力有效加大的技术，该方法主要选用重锤从相应高度下落对土层进行夯击，达到土质快速固结的效果。该方法也叫做动力固结法，其工作原理是通过起吊机械，向10 米到40 米高度提升重锤（10t 到40t），并让重锤自行下落，在夯击力与冲击波的影响下，对土层进行夯实作业。

一、强夯法概述

强夯法是软土地基承载力有效加大的技术，是选用重锤从相应高度下落对土层进行夯击，达到土质快速固结的效果。该方法也被叫做动力固结方式，通常是用起吊设备吊起重10t 到40t 的巨型夯锤，使其在10 米到40 米高度垂直土地基做自由落体运动，由此产生强大的振动和冲击力来对土层进行夯实作业，夯击锤在夯坑周围产生的应力波将土地基变得更加紧实，以此加固土地基[1]。砂性土、非饱和黏性土及杂填土地基施工中往往选用该方法。不间断夯击及分遍间歇夯实为非饱和黏性土地基的主要施工方式。利用现场试验的方式，可对工程建设具体夯实次数、深度进行准确确定。一般情况下，夯实能量为100t 到200t，夯实有效深度可控制在3m到6m。如果对含水率较高的土质使用强夯法加固，会因较大的沉降量而难以控制夯击位置，进而加大土地基加固处理的难度[2]。

二、强夯法的设计

（一）强夯夯击次数

根据建筑物的使用要求和土地基土的性质确定夯击的遍数，通常夯击2～3 遍，按照夯坑出现最大压缩量，夯坑周围隆起最小的量确定终夯夯击次数[3]。另外除了根据现场试夯所得的夯击次数和夯沉量的关系曲线确定终夯之外，还应该保证夯坑周围的地面不产生较大的隆起，不能因夯坑太深而给起锤带来困难。

（二）夯点的间距

应该根据建筑物的结构类型、地下水、土地基土情况综合确定，一般情况是夯锤直径的1.5～2.0倍，如果夯击能量比较大时，可以适当加大夯点的间距。

（三）强夯的间隔时间

强夯的间隔时间指的是两遍夯击间隔的时间，两遍夯击的间歇，可以使土中超静孔隙水压力消散[4]。一般两遍夯击的间隔时间应大于一周（石料为主的填土层除外）；对于渗透性较差、含水量较高的黏性土地基，间隔时间应大于3～4 周，使超静孔隙水压力消散达到85%以上。如果施工单位有相关经验，也可以缩短间隔时间。

（四）加固深度和最佳夯击能

土地基加固处理方案的重要依据是敏感参数，采用强夯法虽然能有效加固深度，但应根据当地工程经验或现场试夯确定强夯的有效加固深度。理论上把使土地基出现的孔隙水压力可以达到土的自重应力的夯击能称为最佳夯击能，如果孔隙水压力的增加值随着夯击次数的增加而逐渐达到稳定时，可以把此时的夯击能称为最佳夯击能，还可以综合考虑土地基土的结构类型、要求处理的深度、拟建建筑荷载大小等因素，并通过现场试夯最终确定[5]。

三、强夯法施工技术控制要点及注意事项

平整场地，按照勘察报告中场地地下水的分布特征，提前设置排泄地下水的通道或降低场地的地下水；按照施工顺序，从边缘向中间分段进行施工[6]。夯实的时候按照设计的夯实参数进行夯实，使夯实的质量得到保障，并用新土把夯实之后的夯坑填平；在强夯施工中应该让夯锤自由落下，冲击产生的震动会对周边建筑物造成影响，土地基土的土质特性决定了震动烈度的大小，夯击顺序应该由临近建筑物逐渐向远处移动，为了使夯击震害减少，可以在周边设置隔离防震沟；应控制回填土的含水量在最优含水量范围之内，如果含水量比最优含水量低，采用钻孔灌水或洒水渗透。在雨天进行强夯时应采取措施防止周边雨水汇入场地，如设置截洪沟、排水沟等；对施工过程做好记录，并对夯锤的落距和质量、夯前的夯点位置、夯坑位置、夯击遍数和测量的标高数据进行检查；按照设计布置的夯点严格进行放线和夯击，并根据试夯确定的间隔时间、夯击遍数、夯击击数、落距、锤重等参数进行施工；施工中应该安排人工导向，在满夯时对吊车的位置随时调整，避免以吊车为中心的扇形面出现。

四、强夯法在岩土地基加固处理中的应用

（一）工程概况

某工程的土地基加固处理法为强夯法，工程施工场地是非自重的湿陷性黄土场地。该土地基运用强夯法对土地基进行加固处理和回填，采用二遍强夯施工，第一遍是点夯，第二遍是满夯，布点为梅花形。完成强夯平整场地后，运用链轨机械振动碾压至加固土地基的要求。

（二）操作步骤

回填70cm 的黄土后进行场地平整；针对试验场地进行分区，然后就第一遍夯点进行标注，并测量好场地的高程；同时在指定的合理位置安置起重机，将夯锤和夯点位置对准；在强夯之前需准确测量夯锤顶高程；当夯锤升至相应高度时，脱钩装置自动开启，夯锤脱钩自由下落。此时，放下吊钩并测量夯锤顶部高程，若发现坑底部倾斜或夯锤歪斜，则需及时平整夯坑底部，然后重复以上步骤；依照设计要求的夯击次数与控制标准，来完成一个夯点的夯击；把夯锤移到下一夯点，完成第一遍全部夯点的夯击；用挖掘机将夯坑填平，之后对场地高程进行测量。

（三）单遍点夯夯击收锤及控制标准

每个夯点每遍夯击次数应该大于八击，最后两击平均夯沉量小于50mm（夯击能小于4000KN·m），保障夯坑周围的地面不能有较大的隆起产生，不得出现因夯坑较深而出现起锤困难的情况。

（四）间歇期

强夯间歇期第一遍点夯后间歇7 天，第二遍间歇12天。根据操作步骤完成施工后，对夯后场地的高程进行测量。

（五）强夯质量检测

检验强夯效果的方法主要有土工试验、标准贯入试验、静载荷试验等[7]。一般的工程应该采取两种或两种以上检验方法，重要的工程项目应该增加检验的项目，还可以针对现场做大压板载荷试验。随着夯击后间歇时间的增加土体的强度也随之增加，对强夯效果的测试应该在强夯之后的1～4周之内进行，在强夯结束后不应该立即测试，否则会测出偏低的强度数据。

五、结语

随着国民经济发展的不断深入，对工程质量提出了更高的要求。强夯法具有操作简单、效率高、在施工中应用广泛等优点，能有效地提高承载力和稳定性。本文主要就土地基加固处理中的强夯法进行了分析研究，以供参考。同时，应加强施工质量控制工作，及时修正出现的各种问题和偏差。通过一系列综合有效的措施，保证路基的承载力和稳定性，提高工程施工质量。