回填地基強夯施工的選擇分析

摘 要：城市發(fā)展離不開建筑建設，建筑建設的穩(wěn)定性和安全性十分重要，其關(guān)系著人們的生命和財產(chǎn)安全。地基作為建筑建設的基礎工程，對整棟建筑物的安全與穩(wěn)定有著重大影響。在實際的施工過程中，地基土會表現(xiàn)不同的特性，往往不符合施工要求，需要對其進行加固處理。針對于不同的工程類型，對于地基的處理方式也略有不同。本文從強夯施工在回填地基中的應用出發(fā)，分析強夯施工的加固原理，并結(jié)合實例進行施工的要點和選擇進行分析。

關(guān)鍵詞：回填地基；強夯施工；地基施工

中圖分類號：TU472 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0317-02

1 引 言

我國大多是建筑工地，采用的是回填地基。針對于回填地基，常采用的加固處理方法是強夯處理法，相比較其他的處理方法，強夯施工法相對施工簡單，所應用的設備較少，施工經(jīng)濟成本較低，而且對于不同土質(zhì)條件的回填地基，都有不錯的加固效果。通過大量的工程實際施工表明，對于砂土、粉土、雜填土等回填地基，強夯處理法效果明顯，加固后地基的承載能力大大加強。

2 強夯加固施工原理

2.1 動力固結(jié)理論

強夯法是通過較大重量的重錘（一般為10～40t），用機械設備將其上升到一定高度后，利用重錘的自由落地運動，給土地帶來強大的夯擊，在土地中出形成巨大的沖擊作用力。由于土地中是由固體、液體和氣體構(gòu)成的混合體，相互間存在較多的孔隙，在受到巨大的沖擊力時，土體結(jié)構(gòu)瞬間產(chǎn)生變形，從而壓縮了土層中孔隙，造成土體局部液化，通過夯擊點周圍的裂縫將土體中的水和氣體排出，從而使土體達到固結(jié)的狀態(tài)，最終提升了地基承載能力。

2.2 振動波壓理論

在進行強夯施工中，最初土體受到?jīng)_擊力作用，被壓縮甚至出現(xiàn)變形的情況，三種波受到傳輸介質(zhì)差異的影響，隨壓縮模量與剪切模量的增大，波的傳播速度加快，導致縱波的傳播速度收到較大的影響，出現(xiàn)了減弱的情況，而橫向的波傳播速度得到了不斷加強。此時，如果繼續(xù)采用強夯施工，反而加固效果會有一定程度的減弱。因此，在進行強夯施工時，要考慮到夯擊的變化與地基壓實加固的變化，進行夯擊能量的調(diào)整與控制，從而最大限度的發(fā)揮強夯施工的效能，避免資源浪費。

3 強夯施工的設計

3.1 強夯法主要設備

常用的強夯施工設備有：夯錘、起重機以及脫鉤裝置等。針對滲透性較差的土質(zhì)，一般情況下，為了確保施工時的安全，會采用面積較大的夯錘，且在其上面對稱的貫通一些排氣孔。

在起重設備的選擇上，一般情況下，選擇使用履帶式起重機（140kN），其夯擊能力能夠達到1200kN·m。經(jīng)過科學技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段被廣泛應用的時600kN的起重機，其設備最大夯擊力可達2000kN·m。

脫鉤裝置是指，當起重設備將夯錘提升到一定高度以后，為了保持夯錘更平穩(wěn)下落采用的裝置設備。

3.2 施工參數(shù)選擇

除了強夯施工相對其他的地基處理方式，在經(jīng)濟方面較廉價外，另外一個影響回填地基處理方案的因素是：有效加固深度。這是衡量在對回填地基施工后，反饋施工情況效果的重要指標數(shù)據(jù)。

通過大量的實際工程測算表明，影響強夯施工效果的因素有很多，除了傳統(tǒng)的夯錘重量和落地的距離之外，還受到夯擊次數(shù)、地基土的不同土質(zhì)，夯錘錘底的單位壓力，地下水的水位等等因素影響。根據(jù)我國的大量工程數(shù)據(jù)測算，可按照表1預估強夯法的有效加固深度。

例如：某工程為住宅小區(qū)，一共20棟樓，1650戶。工程采用六層磚混結(jié)構(gòu)，抗震設防等級為Ⅵ度，普遍填方深度為3～7m。經(jīng)過對該小區(qū)周邊的地質(zhì)情況進行勘探，工程位于已經(jīng)廢棄的河床之上，地下水較豐富，深入為12m。受地勢較低的影響，進行了5m左右的人工回填地基土。

通過對土層進行分析，主要是素填土、淤泥質(zhì)土、砂類土以及卵石等組成。根據(jù)以上的數(shù)據(jù)結(jié)合上表，可以推斷，該工程采用強夯法進行回填地基加固處理后，預計的有效加固深度為6～8m，單機夯擊能可以達到3000kN·m。

4 強夯法的施工

4.1 施工準備

在進行工程施工前，應當對施工現(xiàn)場進行詳細的勘察，主要包括土地地質(zhì)情況、地表存在那些構(gòu)筑物，地下存在那些結(jié)構(gòu)物以及各種管道線路的情況。還需要特別注意的時，由于在進行強夯施工時，會產(chǎn)生較為劇烈的地表震動，需要對周圍的建筑物、設備以及相關(guān)人員進行仔細的數(shù)據(jù)分析，設置數(shù)據(jù)監(jiān)測點，必要時采取隔振溝等方式，確保他們不會收到施工震動的影響。

4.2 強夯試驗

在進行回填地基強夯施工前，還應采用試驗的方式，進行夯擊測試，獲得實測數(shù)據(jù)，確保強夯施工的效果和掌握實地施工的規(guī)律，避免資源浪費。

例如：上文提到的某住宅小區(qū)，在20棟住宅樓中選擇其中1棟，作為試驗樓，進行強夯試驗。具體測試操作要求如下：

（1）兩次夯擊質(zhì)檢的間隔時間，較易受到土體超凈孔隙水壓力的消散時間的影響，因此，為了縮短施工的工期，對于回填地基土的選擇，盡量選擇滲透性較好的粉土或者砂土。

（2）在夯擊點的布置時，采用梅花形布置。將單機夯擊能力為3000kN·M，進行強夯施工。第一遍，對每一個夯擊點進行8～10次的夯擊，將產(chǎn)生的瞬時沉降量控制在5～8cm。第二遍降低能量為第一次的1/4，進行夯擊施工處理，兩次的夯擊產(chǎn)生的夯印，要相互搭接。最后將施工場地內(nèi)的所有地表松土全部夯擊，最后夯實之后，測量加固深度。

（3）在進行強夯施工測試時，現(xiàn)場要設置專人進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和監(jiān)測工作。在施工前，檢查夯錘的重量是否符合要求，檢查夯擊的位置，產(chǎn)生的坑位是否和設計的夯點存在偏差，或者有遺漏的情況。與此同時，應當詳細記錄每個夯點的夯擊次數(shù)，以及每次夯擊產(chǎn)生的夯沉量。

（4）在進行質(zhì)量檢測時，采用多種不同的試驗方式和檢驗點數(shù)。通常檢驗點數(shù)要高于3處。本工程采用了實驗樓8處檢測點，其他樓5處檢測點。

4.3 強夯施工步驟

（1）對施工現(xiàn)場進行清理工作，確保施工現(xiàn)場無雜物，且地面保持平整，方便施工設備進場施工。

（2）測量場地的高程，同時在場地上標注第一遍要進行夯擊的位置，確定夯點。

（3）設備就位，夯錘就位。確保夯錘和夯點一致，避免出現(xiàn)夯擊偏差。

（4）測量夯擊前，夯錘的最高點距離。

（5）將夯錘升到預定的高度位置，開啟脫鉤裝置，夯錘收到地心引力作用，自由下落后，測量錘頂?shù)母叨?。如果發(fā)現(xiàn)夯錘側(cè)擊或者歪斜的情況，應當及時的將坑底進行平整處理。

（6）按照規(guī)定，對夯點進行夯擊，確定夯擊的次數(shù)和每次夯擊的質(zhì)量均符合設計要求。

（7）按照上面的方式，對每一個夯點進行夯擊處理。

（8）夯擊完畢后，將產(chǎn)生的夯坑填平，并測量此時的場地高程。

（9）按照規(guī)定要求，間隔一定時間后，完成所有的夯擊后，用低能量進行滿夯，將場地便面所有的地方夯實，并測量此時的場地高程。

4.4 質(zhì)量檢測

進行強夯施工過程中，要做好完善的質(zhì)量檢測工作，最重要的是在夯擊工程實施過程中，詳細的測量相關(guān)數(shù)據(jù)和施工記錄。在強夯施工結(jié)束后，對地基的施工質(zhì)量進行檢測，查看是否達到了工程的要求。

前文提到的住宅項目中，采用了原位測試和室內(nèi)試驗的方式進行質(zhì)量檢測。針對特殊的檢測點采用了現(xiàn)場大壓板載荷試驗的方式進行質(zhì)量檢測。同時，質(zhì)量檢測的數(shù)量均高于規(guī)范要求（大約3個）。

在進行質(zhì)量檢測時，要確保數(shù)據(jù)的實用性和準確性，這樣才能確保工程質(zhì)量合格，符合建筑工地需求。

5 結(jié) 論

綜上所述，強夯施工對于回填地基的處理有著重要的應用意義，被廣泛應用于各類回填地基當中。本文，通過對強夯施工的原理分析，經(jīng)過一些參數(shù)的對比選擇，并結(jié)合實例，研究了強夯施工在回填地基工程中的實施要點和注意事項，表現(xiàn)了現(xiàn)階段強夯施工技術(shù)成熟可靠，既能降低經(jīng)理成本，又能縮短工期的特點。

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收稿日期：2018-3-22

作者簡介：李明德（1962-），男，工程師，2015年前從事建筑設計，建筑施工預決算和城鄉(xiāng)規(guī)劃及測量工作，15年后調(diào)入現(xiàn)單位。