淺析強夯法在地基加固中的應用

王新剛

陜西壓延設備廠，陜西富平 711711

0 引言

地基處理加固問題一直以來都是工程建設中的技術關鍵之一，并在很大程度上控制著工程投資總額和工期的長短。最近30年以來，國內外在地基處理技術方面發展十分迅速，傳統方法得到改進，新的技術不斷涌現。

1 強夯法的加固機理

強夯法是非常有效的地基加固方法之一，但是一直以來，關于強夯法加固地基的機理卻在國內外的專家學者那里沒有形成一致的看法，他們從不同的角度對強夯機理進行了研究，提出了很多各自的看法。關于強夯機理，首先應該分為宏觀機理和微觀機理；其次，對飽和土和非飽和土應該家以區分，而在飽和土中，粘性土與無粘性土還應該加以區別。因粘性土具有觸變性特點，土體強度得到恢復和增強，L.Ménard根據這些現象提出了一個與太沙基靜力固結理論不同的，新的動力固結模型和理論。另外對特殊土，如濕陷性黃土等，應該考慮它的特征；再次，在研究強夯法機理時應該首先確定夯擊總能量中真正用于加固地基的那一部分，而后再分析此部分能量對地基土的加固作用。范維恒等曾提出用“爆炸對比法”來確定用于加固地基的能量。

2 強夯法的設計和施工要點

2.1 強夯設計

強夯設計的主要內容是確定合理的技術工藝參數。這些參數包括：錘重、落距、最佳夯擊能量、夯擊遍數、夯點布置、強夯范圍、兩次夯擊間隔時間等。

2.1.1 夯擊能量

強夯設計首先要針對具體場地條件及工程設計要求的地基加固深度和效果確定所需要的單點夯擊能量，以便選擇強夯機具。單擊夯擊能主要取決于土層厚度和類別等，可按下面經驗公式估算：

E=(H2/K)g

式中 E—單擊夯擊能（kN·m）；

M—錘重（kN）；

g—重力加速度（9.8m/s2）；

h—落距（m）；

H—地基加固深度應（從起夯面算起）；

K—修正系數，一般粘性土取0.5，砂性土區0.7，黃土取0.35～0.5。

最佳夯擊能是指在夯擊過程中地基中的孔隙水壓力增加到等于土的上覆壓力時的夯擊能，對粘性土而言，夯擊過程中孔隙水壓力消散慢，隨夯擊能逐漸增加，孔隙水壓力亦相應地快速疊加增長，可按此疊加值確定最佳夯擊能（夯擊次數），由于孔隙水壓力隨深度增大而減小，與土的自重壓力正好相反，最佳夯擊能宜按有效加固深度確定。最佳夯擊能確定后，夯擊次數也隨之確定了。但夯擊次數應滿足下列條件：最后兩擊平均夯沉量不大于50mm,當單點夯擊能較高時，不大于100mm；夯坑周圍地面不應發生過大的隆起；不因夯坑深而發生起錘困難。

2.1.2 其它因素

夯擊點位置應根據建筑結構類型，采用正三角形、等腰三角形或正方形布置。夯點間距應視欲加固土層厚度、土質條件和單點夯擊能等因素確定。一般情況下，第一遍夯點間距可取5～9m，以后各遍可與第一遍相同或適當減少。對于土質差、厚度大因而加固要求大的軟弱土層或單點夯擊能加大的工程，第一遍夯擊點間距宜適當增大，可取7～15m。為避免邊界效應引起建筑物的不均勻沉降，強夯處理地基的范圍應大于建筑物最外側地基軸線在擴大1～2排夯點，擴大的具體范圍取決于要求加固深度。一般為超出基礎外緣的寬度宜為設計加固深度的1/2～2/3，且每邊或加寬3～5m。

2.2 施工要點

2.2.1 施工前場地準備工作

強夯需要的主要機具和設備包括：夯錘、起重機和脫鉤裝置等部分。在強夯施工之前，場地應做好一下準備工作：

1）強夯前應查明場地范圍內地下構筑物，管線和其他設施的位置及標高等參數，并采取必要的措施加以妥善處理，以免強夯施工時造成損壞；2）當強夯施工所產生的振動對鄰近建筑物或其他設施會產生有害影響時，應采取防振，隔振或其他必要措施；3）當場地地下水位高或夯坑內積水影響施工時，宜采用人工降低地下水或鋪填一定厚度的松散材料；場地或夯坑內積水應及時排出。

2.2.2 強夯施工基本步驟

1）清理并平整施工場地；2）標出第一遍夯點位置，并測量場地高程；3）起重機就位，夯錘置于夯點位置；4）測量夯前錘頂高程；5）將夯錘起吊到預定高度，待夯錘脫鉤自由落下后放下吊鉤，再次測量錘頂高程，若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應及時整平坑底；6）重復步驟5，按設計夯擊次數及控制標準，完成一個夯點的夯擊；7）重復步驟3～6，完成第一遍全部夯點的夯擊；8）用推土機將夯坑填平，并測量場地高程；9）在規定的間隔時間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數，最后用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。

2.2.3 施工檢測

應該在施工過程中配以專人來做下列檢測工作：

1）在開夯前檢查夯錘質量和落距，以確保單擊夯擊能量符合設計要求；2）應在每遍夯擊前對夯點放線進行復核，夯完后檢查夯坑位置，發現偏差或漏夯應及時糾正；3）按設計要求檢查每個夯點的夯擊次數和每擊的夯沉量。

2.2.4 施工記錄

強夯施工過程中，應對各項參數及施工情況進行詳細記錄。

3 結論

強夯法是建筑工地中軟土地基處理常用的方法，也是一種經濟高效的地基處理方法。雖然它的施工機械比較簡單，施工工藝也不復雜，但在施工過程中，仍然要以安全生產為第一，謹慎對待，嚴把質量關，嚴格按照施工步驟來，打造優良工程。

[1]徐至鈞.強夯和強夯置換法加固地基[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2]高蓉.強夯法處理地基的問題探討[J].山西建筑，2006，32(17)：100-101.

[3]周德泉，張可能，等.強夯加固填土的效果與機理分析[J].中南大學學報：自然科學版，2004，35(2)：77-81.