强夯法在建筑工程地基处理中应用

李忠立

湖南省机械化施工有限公司 湖南长沙 410000

1 强夯法概述

1.1 基本概念

强夯法利用重量为100-400kN的夯锤从高位自由落体的势能对地基形成冲击，通过相应的冲击和振动提高土体强度，降低土体压缩性，20世纪70年代末开始在我国进行推广应用。在对杂填土、砂石土、粘性土、沙土、湿陷性黄土等地基进行处理的过程中，强夯法应用较多。

1.2 基本机理强夯法

通过反复重锤提升到一定高度，然后通过自由下落产生巨大冲击，对地基进行夯实。使用强夯法能够提高地基承载能力，降低土层压缩性，改善其抗液化的能力，同时消除土层的湿陷性或溶陷性问题[1]。强夯法加固针对不同土体的机理是不同的，对于多孔隙、粗颗粒、非饱和的土体，强夯法是通过强夯的冲击能量减少土体孔隙，使得土体变得密实，提升地基承载能力，在夯实过程中将土层中的气挤出，其夯实形变来源于土颗粒的相对位移，对于细颗粒饱和土体，强夯法是通过动力将其固结，强夯的冲击能力破坏了土体结构，出现局部液化且产生裂隙，增加了土体排水的通道，为孔隙水的逸出提供通道，当超孔隙水的压力消散后，土体固结，就能有效提升土层强度。

1.3 基本特点

首先，强夯法施工工艺、设备较为简单，一般只需要一台起重设备及配套的重锤，利用起重设备吊起重锤，然后使其自由落体，操作极为简便，施工质量控制非常容易；其次，强夯法能够适应多种情况的地基处理，可以针对各类软土地基进行加固，特别是针对碎石类填土地基的处理效果更好；再者，采用强夯法的效果较好，经夯锤夯实后地基土体强度提升较大，有效降低了土层的压缩性和沉降量，可有效避免震区砂土液化问题，降低甚至消除大孔隙土体的湿陷等级；另外，强夯法施工效率高、速度快，有数据表明，单台套设备设施每月可以处理五千到一万平米的地基，远高于桩基施工速度；最后，强夯法的经济性高，能够大大减少地基处理过程中对于水泥、钢材、木材等建筑材料的使用，相较于采用桩基方式进行地基处理的方式，整体加固成本较低。

2 强夯法在建筑工程地基处理施工中的应用情况

2.1 配置施工设备

强夯法施工工艺、设备较为简单，一般只需要一台起重设备及配套的重锤，因此，其施工设备的配置主要考虑两个方面，一个是现场使用设备，另一个是附属配套设施。

对于现使用设备来说，主要包括起重设备和配套重锤。起重设备可以使用十五吨以上履带式起重机，其起重能力要大于夯锤重量的1．5倍，这种设备行走方便、稳定性好，同时带有自动脱钩装置，并保证十至十四米的起重高度，在施工过程中为了避免夯击臂杆后仰，通过在臂杆端部设置辅助门架等措施进行防倾覆；配套重锤一般选择十到四十吨重锤，底面为圆形或方形，一般情况下圆形较为适宜，其锤头直径及锤底面积要根据建筑工程现场情况进行确定[2]。为排除锤击过程中存在的空气，减少空气阻力，可以在重锤底面对称设置与顶面贯通的排气孔。对于附属配套设施，主要是电焊机、装载机、加油机，以及相应测试项目使用的检查、试验仪器。

2.2 施工前的准备工作

强夯施工前必须先了解建筑工程施工区域的工程地质情况，获得基穴普探图、夯位图、基础平面图、强夯地基的设计要求、质量保障措施及方案。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。

2.3 施工重点内容

（1）强夯法施工前，要先将建筑工程施工区域的场地平整处理，若现场地下水位较高，底部积水会对强夯法施工存在影响，必须提前进行排水，以便降低现场地下水位。（2）实际施工过程中，强夯法处理要分段进行，按照从边缘到中间的方向循序渐进。施工过程中按照起重机行驶路线进行推进，夯击完成后要及时使用推土机进行场地平整，然后放线确定下一个处理周期的夯点位置[3]。（3）进行施工前，要根据设计要求确定相应的强夯参数，在施工过程中要保持落锤平稳、夯位准确，在每次夯击完成之后，及时安排使用新土将夯坑进行回填、平整。（4）对于现场土体，要严格控制其含水率，确保在最优范围内，若土体含水率低于最优范围，可以采取钻孔灌水或洒水渗透的方式进行处理，在雨季进行强夯处理时，要在场地周边设置相应的排水设施，避免雨水流入施工现场，影响整体施工效果。

3 结语

强夯法通过重锤对地基施加冲击，利用其在地基中出现的冲击波和动应力，提升地基强度，降低土层压缩性，改善土质的抗液化条件，而且夯击可以提高土层均匀程度，减少地基的差异沉降。具有施工简便、加固效果好、经济性强的优点，逐渐受到越来越多关注和重视，随着强夯法工艺水平的发展，地基加固处理工艺效果显著，经济效益明显，能够更好地适应建筑工程地基处理要求，推动建筑工程整体建设水平的提升。