強夯法在水利工程中的應(yīng)用

梁艷東

甘肅省水利水電工程局有限責任公司 甘肅 蘭州 730000

強夯法的應(yīng)用范圍較廣，在公路施工、建筑施工等行業(yè)的加固過程中都具有著重要意義。強夯法可以有效加固水利工程的地基，確保水利工程的有效使用，且強夯法體現(xiàn)著高質(zhì)量、施工便捷、成本低以及速度快的特點。因此水利工程的建設(shè)應(yīng)當充分利用強夯法，積極促進水利工程施工的進行，實現(xiàn)水利工程快速建設(shè)的目標，進而保證工程質(zhì)量。

一、強夯法在水利工程中的原理及適用范圍

（一）強夯法的作用原理

強夯法又稱動力固結(jié)法，就是指利用強大的沖擊力及夯擊力來夯擊土層，從而提高被夯擊地基的承載力，最后使得地基可以迅速固結(jié)的一種方法。首先需要利用起吊設(shè)備將十到四十噸的重錘吊起，然后將其升到10到40m的高空并讓其自由下落，以此來夯實地基，在此過程中的夯錘的夯擊力十分巨大，對夯實地基具有著穩(wěn)定作用。如若地基是非飽和的粘性地基，可以采用連續(xù)夯擊的方法來使其穩(wěn)定。此外，在施工過程中要通過現(xiàn)場施工試驗來確定夯實的次數(shù)及夯實的力度等參數(shù)，通常情況40t夯錘在10到20m的高度自由下落，一般可以達到有效夯實深度大概6到10m，此類加固法是在重錘加固法的基礎(chǔ)上演變而成，但是要比重錘加固法更為簡單，方便。強夯法技術(shù)作用產(chǎn)生的沖擊波可以有效沖擊土地基層，破壞地基結(jié)構(gòu)原有的性質(zhì)，改變原有土體空隙，使得土體更為密實。同時在夯錘反復(fù)作用下，飽和土中會出現(xiàn)超空隙壓力，土地中的有效力會消失，從而使得土體局部液化。

（二）強夯法的適用范圍

強夯法在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用首先就是要確定其使用范圍，根據(jù)不同的地質(zhì)狀況，實施相應(yīng)的針對辦法，以此來推動水利工程建設(shè)的有效進行。對強夯法來說，其更適合土質(zhì)較為松軟、松散的砂質(zhì)土地、非飽和的粘性土質(zhì)，以此確保強夯法能夠有效的運用到水利工程建設(shè)中。

二、強夯法在水利工程中的設(shè)計與施工

（一）強夯技術(shù)實施的設(shè)備選擇

強夯設(shè)備的有效選擇，可以有效增強技術(shù)的實施與使用，其主要包括脫鉤裝置，起重機以及夯錘。目前我國夯錘主要分為兩種形態(tài)，分別為圓形夯錘及方形夯錘，二者的底面積都應(yīng)當控制在兩平米到六平米之間，且在選擇夯錘時，要根據(jù)其起重設(shè)備、加固要求進行。同時在選擇夯錘大小時，要根據(jù)水利工程土質(zhì)地基的實際需求進行選擇，要及時分析土地基層的種類，對砂性土地面積要選擇較小面積的夯錘，對于粘性較高的土地要選擇較大面積的夯錘，確保在夯實過程中能夠物盡其用。此外脫鉤裝置及起重機來說，由于兩者是輔助夯錘施工的必須設(shè)備，需要根據(jù)夯錘特點進行分析。一般來說起重機都會選擇輪胎式或者履帶式，例如在土地夯實過程中需要大夯錘進行工作時，需要使用起吊三腳架及起重機的輔助進行夯錘作業(yè)。利用滑輪裝置將夯錘吊到指定高度，再使用脫鉤裝置進行夯錘落錘作業(yè)。當前水利工程的進行，一般都選擇利用脫鉤機制的工作原理將錘自然墜落，或者通過高度鎖的方式完成工程作業(yè)。三種強夯技術(shù)的設(shè)備都具有著重要作用，水利工程在進行施工時，要根據(jù)實際情況選擇正確的夯錘及其他設(shè)備，確保工程施工的有效完成。

（二）強夯法處理地基的參數(shù)選擇

強夯法處理地基的參數(shù)選擇較為復(fù)雜，是要根據(jù)不同設(shè)備及施工技術(shù)的需求，選擇科學(xué)合理的施工參數(shù)，以此來確保工程施工的合理性。強夯在大面積施工前，應(yīng)選擇有代表性的地段進行強夯試驗，以驗證強夯加固的效果，并確定夯錘重量、落距、夯點布置及間距、夯擊擊數(shù)及遍數(shù)、間歇時間等施工參數(shù)。強夯參數(shù)選擇一般從四個方向出發(fā)，首先就是要確認錘重與落距，錘重要控制在8至40噸，落距要控制在8到20m內(nèi)。起吊設(shè)備的起吊能力及地基需加固的深度影響著錘重的選擇，落距則要根據(jù)設(shè)備的起吊高度，錘重及加固深度進行選擇。其次就是要確認其最佳夯擊能、夯擊遍數(shù)、每遍夯擊次數(shù)、夯點間距等參數(shù)，夯擊遍數(shù)一般為3遍，第三遍為低能量滿夯（每個夯擊點夯擊次數(shù)2-3擊），而且要根據(jù)土質(zhì)不同選擇不同的夯擊次數(shù)，對淤泥質(zhì)土來說，就要夯擊次數(shù)多一些。最后就是要確認相鄰的兩遍夯擊之間的間歇時間，由于強夯沖擊力及夯擊力較大，需要間隔足夠的時間再進行下一遍的夯擊，保證孔隙水壓力消散，在消散之后可以在進行下一次作業(yè)，并且在此過程中要根據(jù)土質(zhì)情況選擇間歇的時間，例如軟粘土質(zhì)間隔時間要在四周以上，以此來確保水利工程施工的質(zhì)量。

（三）強夯技術(shù)夯擊能的確定

在水利工程強夯施工的前期，一般都需要根據(jù)工程情況進行試驗，并以此來獲取準確的檢測數(shù)據(jù)，夯擊能確定應(yīng)當根據(jù)粘性土及砂性土性質(zhì)的區(qū)別進行選擇，粘性土孔隙水壓力散失速度慢，要根據(jù)其疊加值得出最佳夯擊能。而砂性土孔隙水壓力散失速度快，不能夠隨夯擊能增加而疊加，因此要根據(jù)砂土能承受的能量來確定夯擊能。最佳夯擊能需要根據(jù)孔隙水壓力速度及土質(zhì)不同來確定，并將變得逐漸趨于穩(wěn)定的夯擊能進行確定。

三、強夯法在水利工程中的實際應(yīng)用

（一）強夯準備工作

強夯工作實施前首先就根據(jù)施工作業(yè)流程及操作要點進行分析，然后在根據(jù)操作要點了解相關(guān)標準，規(guī)范施工行為。首先在施工前應(yīng)當做好作業(yè)準備工作，技術(shù)人員應(yīng)該仔細分析水利工程施工圖紙，捋清各個施工環(huán)節(jié)之間的關(guān)系，熟悉相關(guān)施工的規(guī)定及標準。而后要制定施工安全保護策略，并準備相關(guān)的應(yīng)急管理方案，工作人員之間應(yīng)當透徹交流水利工程建設(shè)情況，加強工作前的培訓(xùn)。其次就是做好外部技術(shù)收集工作，滿足施工技術(shù)要求，在施工前要熟悉施工工具的使用方式及標準，將施工方案及經(jīng)濟合理的施工參數(shù)上報至相關(guān)單位，以此來完成強夯準備。同時也要根據(jù)水利工程特點進行準備工作，例如河床的覆蓋結(jié)構(gòu)較為松散，要針對其較弱的承載力進行地基加固處理，由此來選擇強夯法進行施工，并對加固方案進行比較選擇最適合的加固法，最后在對其加固效果進行分析，確保水利工程建設(shè)穩(wěn)定性。

（二）強夯施工條件及過程

1、場地平整作業(yè)

場地平整作業(yè)是保證強夯施工穩(wěn)定施工的主要因素，所以在強夯施工過程中首先就要對地面情況進行分析，確保地面平整，保證在強夯過程中施工工具的穩(wěn)定性，對于場地不平整的區(qū)域，要進行場地平整，例如用推土機或裝載機推平等方法。同時相關(guān)工作人員也要對場地內(nèi)地下結(jié)構(gòu)、地下管線位置等進行勘察，確保施工作業(yè)過程中要盡量避免此類構(gòu)造物，以免出現(xiàn)意外。如果確實無法避開，也要根據(jù)構(gòu)造物的深度來選擇夯擊影響的深度，并要在施工前對可能出現(xiàn)的影響及發(fā)生情況進行預(yù)估，選擇有效的方式及時處理可能產(chǎn)生的情況，以防水利工程建設(shè)過程中產(chǎn)生問題，對工程的實施造成一定的損害。

2、降低地下水位

強夯施工的另一條件就是降低地下水位，由于水利工程的地下水位與地表層距離較近，地下水位如果增高就會導(dǎo)致夯擊過程中出現(xiàn)積水的情況，進而就會降低夯擊效率，導(dǎo)致工程施工不能有效進行。因此施工單位應(yīng)當根據(jù)施工的位置，確定地下水位，并且對較為松軟的土質(zhì)進行填平壓實，降低地下水位形成硬層，為機械設(shè)備的放置提供穩(wěn)定基礎(chǔ)。因此水利工程在建設(shè)過程中要注意這一要點，在強夯過程中要確保其夯擊效率，推進水利工程的有效建設(shè)。

3、施工作業(yè)

強夯技術(shù)的使用需要根據(jù)施工的要求以及設(shè)備的標準，選擇適合的錘重以及落距來夯實地基。第一步就是要準確測量強夯高度，在平整好的場地標記上應(yīng)當夯擊的位置，確保強夯的準確度。在起重機到達固定位置后，保證強夯過程中夯錘能夠準確夯擊在夯點位置上，而后在對其高程進行測量。對第一次夯擊可以先測量其高程是否合適，如果出現(xiàn)歪斜的情況要查明原因，并及時進行調(diào)整。在多次作業(yè)后，在根據(jù)預(yù)先估計的夯擊遍數(shù)進行施工。在強夯技術(shù)完成后，要選用推土機或裝載機進行推平，然后在測量其是否符合標準，確保地表的松土全被夯實，以此來促進工程建設(shè)的順利進行。

（三）強夯技術(shù)實施的注意事項

強夯技術(shù)施工過程中除了要按照既定標準完成施工工序，也要注意砂性土要降低地下水位，并在其周圍設(shè)置排水溝，粘性土則要設(shè)立水平或者豎向的排水通道，提高夯實效果。其次就是要確保夯擊過程中落錘要保持平穩(wěn)，夯擊位置一定要準確，如若出現(xiàn)夯坑傾斜情況要及時回填夯坑。此外也要及時排除夯擊坑內(nèi)的積水，消散孔隙水壓力再進行下一次夯擊。最后在加固過程中要確保加固區(qū)域與周圍建筑物之間相距50m以上，并采取相應(yīng)方針措施，避免對建筑物產(chǎn)生不利的影響，同時也要及時監(jiān)測夯擊的質(zhì)量情況，確保其各項施工指標都合格，以此來進行下一步的水利工程施工。

結(jié)束語：綜上所述，強夯法對水利工程具有積極的推動作用。我國水利工程建設(shè)速度逐漸提升，為了保證其質(zhì)量就要積極采取強夯法來不斷完善施工技術(shù)，那么首先就要根據(jù)其工作原理進行設(shè)計與施工，對其設(shè)備、參數(shù)的選擇要專業(yè)，其次就要根據(jù)已有的工程案例進行分析，在滿足施工條件后積極投入強夯法的運用，從而不斷提高水利工程施工質(zhì)量，降低工程施工成本，提高工程使用期限，從而促進水利工程的施工的快速完成。