強夯置換法在濕陷性黃土地基處理中的應用分析

楊棟棟

寧夏寶豐能源集團股份有限公司 寧夏 靈武 750409

建筑物的地基質量是建筑物穩固的基礎保障，地基一般不會產生壓縮變形的情況，大部分的建筑物壓縮變形是由于建筑物自身的負荷過重導致的，但一般都會在合計的允差范圍內，對建筑物的正常使用不會產生影響，也不會造成建筑物結構的變形，其安全度可控。濕陷變形多由地基受到大量的水浸濕而產生的，其變形不可控，是突然出現的局部附加變形現象，導致建筑物的不均勻性。因此，擯棄因濕陷性黃土地區地基處理不當導致的后續建筑物的不穩固現象，是在工程設計和施工過程需要考慮的因素。

1 濕陷性黃土地基及其處理

濕陷性黃土是在我國北方黃土高原地區較為常見的一種土地，如山西、陜西、寧夏和甘肅等地區，它屬于非飽和性、欠壓密性的土質，土質內部結構空洞，具大孔和垂直節理，在自然條件下，其具有較低的壓縮性和較高強度。然而，當其與水混溶時，它會展現出明顯的低強度，且給以其壓力或自重壓力均可引起其發生較為嚴重的濕陷變形，造成土質大量下沉、并且沉降速度快，若其上面有建筑物則會嚴重影響其建筑物的結構形態與穩定性。根據其引起變形的條件可以將其分為壓縮與濕陷變形兩類。

地基處理是現代工程施工的必備程序，其處理需要通過綜合的考量去選擇合適的處理方式，以確保成本合理，效果明顯。自重濕陷往往與土的自身土質相關，如土的飽和度、土層的厚度等，其可發生變形的范圍會包含所有的濕陷性黃土層，可根據濕陷變形的程度與低級的厚度確定處理的范圍，處理的寬度綜合考量控制側向變形、擴散附加壓力、防水等各項要求。針對地基的處理方法最常用的包括強夯、灰土置換、樁基礎等。其中，強夯法是針對濕陷性黃土最基礎的一種處理方法，它針對淺基礎工程無須挖方，且建筑物的基礎深埋不超過2米時，僅需將基礎范圍內表層土除掉即可強夯后施工。該技術方法的優點是成本投入少，勞動力資源需求低，處理效率高，處理用時短，不受氣候條件的影響，對施工場地要求不高，因此被廣泛地應用在施工地基處理過程中。該技術是通過起重機與重錘給地基以強大的夯擊，通過強大的沖擊波和沖擊應力重排土顆粒，將土質孔隙中的水、氣等除去，從而達到土質密實、堅固、高強度、低壓縮性的效果[1]。

2 強夯法施工的步驟

第一，清理施工現場，準備施工所用的各種機械設備，并整理施工通道。第二，計算施工參數，設置夯點位置。根據施工現場測量條件，進行施工前的測量與試驗數據匯總分析，以此確定施工夯點的位置排布、各夯點的夯擊次數、夯擊間歇時間。第三，施工前期準備。按照施工設計和夯點位置的計算，開始定位放線，在施工場地上準確的標出夯點位置所在，測量場地高程，根據設置的夯擊水準點測量夯擊沉降量，確定夯擊施工的順序。第四，夯擊施工。夯錘進場，過磅秤重，計算夯錘落距，確定夯錘位置，測量夯錘頂高程，吊起夯錘至設計高度，開啟脫鉤裝置，夯錘脫鉤自由下落，放下吊鉤，測量夯錘頂高程，即使調整夯錘側傾，確保坑底整平，重復該步驟至夯錘完成預設的夯擊次數，換點繼續進行夯擊施工，直至所有的夯點整體完成一次夯擊。施工過程需要及時清理夯擊錘氣孔，避免堵塞對施工效果的影響。為確保帶有強夯龍門架的強夯履帶吊車安全作業，可采用履帶下墊枕木的方式避免履帶移位或脫鉤。填平夯坑并測量場地高程，若夯坑深度較大或夯擊產生吸錘現象，需及時填土，避免拔錘困難或埋錘。停止夯擊的標準是以最后兩擊平均夯沉量不超過20cm為佳，若不符合標準要求需要機械填料夯擊至標準要求為止。根據設計的夯實間隔時間完成全部夯實工作，夯滿后將地表夯實，測量高程。第五，清理現場所有的原始記錄數據，匯總整理存檔。進行現場夯實效果的質量檢驗，包括夯實后地基的下沉量，夯擊點周圍是否存在隆起，測量施工后夯實點的抗承載性能和壓力等，如單墩載荷試驗，動力觸探等，根據質量驗收的效果，開展后續工程項目的實施工作[2]。

3 施工關鍵事項

首先，所有的夯實施工需要嚴格執行施工標準化操作程序，依據試驗數據規范施工過程，做好施工過程記錄。其次，夯擊過程確保夯錘的落距/位置和穩定性，若發現落錘傾斜大于設計30度及以上時，需要填平夯坑底。嚴把工程質量關，進行施工過程的實時監督，相互監督施工過程，技術人員與質檢人員嚴格把控施工效果。第三，針對天氣條件較為惡劣的情況，特別是暴雨天氣，需要組織相關施工人員對施工現場進行檢查，避免遺漏，查詢現場的排水、防洪等條件是否滿足要求，并對應處理需要解決的問題，以確保施工效果不受天氣條件的影響。若實在因為雨水過大對場地造成浸泡，也需要安排雨水消散期，并適當延長，有利于施工效果的恢復。針對雨后施工，履帶式起重機禁止在虛土或低洼處作業，并開展試夯工作，帶試夯穩妥后再行作業。第四，施工過程統一指揮，明確各施工信號，嚴禁在作業機械下逗留，避免施工安全事故的發生[3]。

4 結束語

強夯置換法是當前施工速度快，設備操作簡單，施工成本較低的一種常用地基施工方式，它使用范圍廣，特別是針對濕陷性黃土地基的施工，可以很好地體現出該技術的施工優勢，有效地提高了地基的強度，改善地基的抗逆性，為我國地基施工質量的提升奠定良好的基礎。