强夯法在建筑地基处理中的应用

林勇

摘要：强夯法是利用物体下落时的能量转换机理来进行的一种施工方法，在对软松地基加固时常用到。由于强夯法所使用的设备简单，施工效率高，被得以广泛应用。又由于其产生的一些影响（如振动强度大，产生的噪声大等）也不可忽视。本文拟介绍强夯法的机理、施工步骤以及施工时对周围环境的保护措施，希望对实际施工提供一定的借鉴作用。

关键词：强夯法 能量转换 噪声

1  前言

强夯法处理地基最先由法国人创造并投入使用，我国引入强夯法处理地基首先在河北和天津进行了试用，取得了很好的效果，于是该方法得以迅速推广。强夯法处理地基是应用了物体自由下落原理，当物体从一定高度下落时，会将重力势能转化为动能。强夯法正是用质量很大的夯锤从一定高度自由下落的过程中，将夯锤的重力势能转化为动能冲击地基，使地基土壤中的空隙变小，地基土壤变得更加密实，以提高地基土壤强度，夯锤的质量大是为了获得更大的动能从而使土壤获得较大的冲击力。当地基土壤性质为碎石土、砂性土、饱和度很低的粉状土、沼泽土、杂土等类型的土壤时，使用强夯法使土壤强度增大，土壤性质得到一定的改善，地基变得更加牢固等方面是一个很好的方法。并且对于废物利用也不失为一个很好的方法。

2  强夯法介绍

2.1  强夯法的机理

强夯法是采用强夯产生的巨大的能量对地基的冲击力，这种冲击力会迅速在地基中形成强烈的冲击波，夯锤冲击地基表面土壤，形成夯坑，产生的冲击力挤压周围土体使土体加固的方法。一般强夯法作用的建筑施工基地面积较大，需要借助起重机用强夯法来加固地基可提高施工效率。通常是用起重机将质量庞大的夯锤（质量大约为8t-25t）起吊到二到十层楼的高度后，让其自由下落，到地面时给地基土以强大的冲击能量，使土体中的空气排出或压缩土体，并排出土壤孔隙中的水，从而相当于土壤粒子重新排列，迅速加固，因此可以提高土壤的强度以及地基的承载力。

2.2  强夯法的特点

从施工的人力、物力、适用范围等方面来说，强夯法具有施工时使用设备简单、数量少，可连续作业，从而节约了人力，提高了效率等特点。

强夯法使用的设备简单，一台起重机即可，所以只需要一两个操作机器的人员来操作机器即可。强夯法适用的土壤范围很广，凡是具有蓬松性质的土壤地基都可以采用强夯法来进行加固，在不破坏土壤性质前提下也可达到建筑工地的要求，还会改善土壤性质。利用夯锤通常可以使得地基土壤加固纵向深度达6-10米，地基土体强度可提高原来的好几倍，强夯法使得土壤颗粒紧密结合，结构强度大大增加。由于采用机械化操作，相比人工施工，施工完成期可缩短一倍多，施工效率高。同时采用强夯法由于只需要机器操作人员，所以也大量节省了人力。另外，通常强夯法施工过程中不会因天气或季节的影响而中断，整个建筑工程室外施工中的这一环节可以一直连续进行，直到完工。

强夯法中还有一种方法称为强夯置换法，主要用于对现有地基进行嵌入式加固。强夯置换法是指用夯锤将硬度较高的材料如矿渣、碎石等较粗颗粒填嵌入地基土壤，来填补原来土壤间有空隙的部分或者嵌入较蓬松的土壤中，使土壤加固。

3  强夯法在建筑地基施工中的应用方法

3.1  强夯法施工步骤

首先要预计施工场地最深层土体的下沉量，弄清楚施工场地周围是否有需要保护的建筑物，施工场地地下是否有管道电线等，要先采取相应的保护措施并设定保护标记。接下来清除场地垃圾以及可以去掉的植树等;然后将施工场地整平，确定夯实点，确定夯锤的位置，估计其释放高度，安置起重机的地点，最后根据实际情况设置必要的排水系统。

一切准备就绪后，强夯工作要分层进行来加固地基土体，先对较深层的土体层进行强夯，接着填土，对中层土体加固，再填土，即最后夯实表层土体。

在强夯过程中，要重复进行单点强夯、平移几个过程，直到整体地基全部夯实完，最后平整地基。整个过程中要做详细记录。

首先夯实深层土体。起重机将夯锤提升至预定高度，夯锤自动脱钩，对准夯实点落下，重复几次，道道预定标准后停止单点强夯，然后起重机挂钩平移，再夯实另一个夯击点。全体地基夯实完成后，接下来填土，进行第二层（中层）土体的夯实，重复深层土体夯实步骤，接着是表层土体夯实，最后平整表层土体，直到完工。整个过程要严格记录夯锤高度，地基深度，填埋土量。

3.2  强夯法施工技术的实施

施工技术包括场地规模的规划，地基的承载力，施工图纸的设计，图纸上夯点的标定及编号，按国家标准设定强夯技术参数，设计表格，填埋土量的多少，确定完工验收标准等。具体叙述如下：

3.2.1  施工前由施工技术人员在设计图纸上标定夯点并编号，以便施工时做记录。

3.2.2  施工时，测量人员按照施工标准测量夯锤要落下的距离，确定夯锤高度，并做记录，严格按照设计技术参数，与设计技术参数要吻合或接近，误差在允许范围内。

3.2.3  测量人员严格如实记录表格所要填写的内容，如夯锤的重量、下落高度、夯击次数、夯点间距、沉量深度、间歇时间等。多次测量并多次记录。

3.2.4  每一步骤要进行质量检验合格后再进行下一步的施工。质检员严格按照施工设计标准的要求，采用随机抽样的方法进行检查，发现不合格要立即重新夯施。完工后还要进行整体验收。

3.3  强夯法技术的质量保证及安全保障

强夯地基施工结束后，施工企业方要派相关工作人员及时对强夯后的地基进行验收、检测，确保地基是否稳固，以保证后续建筑施工安全持续进行。负责地基质量检测的工作人员要首先要十分清楚强夯施工过程，熟悉整个建筑工程项目的实际性能指标，以此作为参考并通过试验测试地基的承载力，达到施工要求。工作人员在检测工作中一定要有严谨的工作作风，严格按照验收标准进行检验，一旦发现质量问题应及时上报处理。质量至上一方面能保证建筑施工持续进行下去，同时又保障施工人员的安全，避免意安全故发生，同时企业方还要定期组织安全培训活动，提升施工工人的安全意识，使整个施工过程能够良性发展。

4  施工地周围的环境保护

4.1  由于强夯法所用到的机器都是重型机械，夯锤质量（或重量）较大，而且在施工过程中产生的冲击力度大、噪声大、灰尘大等因素，因此在强夯施工前要一定要先做出造成影响的相应的评估，主要估计强夯时夯锤振动的力度、冲击波波及范围、产生的噪声响度值、灰尘等对施工地周围的居民、学校、单位、周围环境设施等造成的影响，相关管理人员要主动与当地环保部门取得联系，事先做好沟通并备案，安排好施工时间，以不影响周边环境的工作学习设备为限度，制定出相应的措施，确保施工同时不破坏周边的生活工作环境。

4.2  防振降噪措施，周围需要被保护的设施应在它的周围设置应力释放孔，周围挖隔振沟，应力释放孔和隔振沟的深度要大于强夯时振动速度衰减到安全标准速度时的深度，必要时在孔内和沟内可以填一些木屑、泡沫、废旧海绵等吸音介质来降振。也可以通过降低强夯能级来降振，或者分更多层来强夯，改变技术参数，也可以用质量较小的夯锤等方法来减小影响。

5  结语

实践证明，强夯法技术可以广泛應用于软松地基土体的加固施工，对软松土体加固效果良好。强夯法加固地基的施工方法具有设备简单，施工方便，适用地基土壤范围广，施工周期短，效率高，完全可以不需要建筑材料，因此其工程造价低，很大程度上可以提高建筑工程单位的效益以及社会效益。

参考文献 ：

[1]王同和.强夯法在地基处理中的应用[J].山西建筑，2004.

[2]黄瑛.强夯对已建建筑物的影响[J].中国港湾建设，2007.