巖土工程地基處理中強(qiáng)夯法的應(yīng)用

文/王科 中國有色金屬工業(yè)西安勘察設(shè)計研究院有限公司 陜西西安 710054

1、強(qiáng)夯法概述

強(qiáng)夯法又被稱為動力壓實(shí)法或動力固結(jié)法，是指為了使軟弱地基的承載力得到提高，用錘從一定的高度下落對土層進(jìn)行夯擊，使土層迅速固結(jié)的一種方法。該方法較適合的地基土質(zhì)包括：碎石土、飽和度低的粉土、濕陷性黃土以及素填土等。如飽和度較高的粘土或粘性土等地基，如果在夯坑內(nèi)回填碎石、塊石或其他粗顆粒的材料實(shí)施強(qiáng)夯置換時，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)對其適用性進(jìn)行確定。針對非飽和的粘性土地基，一般采用分遍間歇夯擊或連續(xù)夯擊的方法，并按照工程的實(shí)際需求現(xiàn)場試驗(yàn)確定夯實(shí)的次數(shù)和夯實(shí)的有效深度。

2、強(qiáng)夯法的設(shè)計

2.1 加固深度和最佳夯擊能

地基處理方案的重要依據(jù)是敏感參數(shù)，采用強(qiáng)夯法雖然能有效加固深度，但應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)或現(xiàn)場試夯確定強(qiáng)夯的有效加固深度。理論上把使地基出現(xiàn)的孔隙水壓力可以達(dá)到土的自重應(yīng)力的夯擊能稱為最佳夯擊能，如果孔隙水壓力的增加值隨著夯擊次數(shù)的增加而逐漸達(dá)到穩(wěn)定時，可以把此時的夯擊能稱為最佳夯擊能，還可以綜合考慮地基土的結(jié)構(gòu)類型、要求處理的深度、擬建建筑荷載大小等因素，并現(xiàn)場試夯最終確定。

2.2 夯點(diǎn)的間距

應(yīng)該根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類型、地下水、地基土情況綜合確定，一般情況是夯錘直徑的1.5-2.0倍，如果夯擊能量比較大時，可以適當(dāng)加大夯點(diǎn)的間距。

2.3 強(qiáng)夯夯擊次數(shù)

應(yīng)該建筑物的使用要求和地基土的性質(zhì)確定夯擊的遍數(shù)，通常夯擊2—3遍，按照夯坑出現(xiàn)最大壓縮量，夯坑周圍隆起最小的量確定終夯夯擊次數(shù)。另外除了根據(jù)現(xiàn)場試夯所得的夯擊次數(shù)和夯沉量的關(guān)系曲線確定終夯之外，還應(yīng)該滿足：最后兩擊平均夯沉量不大于50mm，如果單擊的夯擊能量較大（＜100mm）時，應(yīng)該保證夯坑周圍的地面產(chǎn)生較大的隆起，不能因夯坑太深而給起錘帶來困難。

2.4 強(qiáng)夯的間隔時間

強(qiáng)夯的間隔時間指的是兩遍夯擊間隔的時間，兩遍夯擊的間歇，可以使土中超靜孔隙水的壓力消失。一般兩遍夯擊的間隔時間應(yīng)大于一周（石料為主的填土層除外）；對于滲透性較差、含水量較高的黏性土地基，間隔時間應(yīng)大于3-4周，使孔隙水消失達(dá)到85%以上。如果施工單位有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，也可以縮短間隔時間。

3、強(qiáng)夯法施工技術(shù)控制要點(diǎn)及注意事項

（1）平整場地，按照勘察報告中場地地下水的分布特征，提前設(shè)置排泄地下水的通道或降低場地的地下水（可以在勘察巖土工程期間進(jìn)行鉆孔設(shè)置排泄通道或降水）；（2）按照施工順序，從邊緣向中間分段進(jìn)行施工。針對擬用于建設(shè)廠房的用地可以根據(jù)柱從一端向另一端一排排夯實(shí)；（3）夯實(shí)的時候按照設(shè)計的夯實(shí)參數(shù)進(jìn)行夯實(shí)，使夯實(shí)的質(zhì)量得到保障，并用新土把夯實(shí)之后的夯坑填平；（4）在強(qiáng)夯施工中應(yīng)該由夯錘自由落下，沖擊產(chǎn)生的震動會對周邊建筑物造成影響，地基土的土質(zhì)特性決定了震動烈度的大小，夯擊順序應(yīng)該由臨近建筑物逐漸向遠(yuǎn)處移動，為了使夯擊震害減少，可以設(shè)置隔離防震溝在周邊；（5）應(yīng)控制回填土的含水量在最優(yōu)含水量范圍之內(nèi)，如果含水量比最優(yōu)含水量低，應(yīng)鉆孔灌水或?yàn)⑺疂B透。在雨天進(jìn)行強(qiáng)夯時應(yīng)該對進(jìn)入場地的周邊的雨水采取一定的防止措施，如設(shè)置截洪溝、排水溝等；（6）對施工過程做好記錄，并對夯錘的落距和質(zhì)量、夯前的夯點(diǎn)位置、夯坑位置、每各夯點(diǎn)的夯擊遍數(shù)、次數(shù)和測量的標(biāo)高數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查；（7）按照設(shè)計布置的夯點(diǎn)嚴(yán)格的進(jìn)行放線和夯擊，并根據(jù)試夯確定的間隔時間、夯擊遍數(shù)、夯擊擊數(shù)、落距、錘重等參數(shù)進(jìn)行施工；（8）施工中應(yīng)該安排人工導(dǎo)向，在滿夯時對吊車的位置隨時調(diào)整，避免以吊車為中心的扇形面出現(xiàn)，而對夯擊的效果造成影響。

4、強(qiáng)夯法在巖土地基處理中的應(yīng)用

4.1 工程的概況

某工業(yè)廠房工程的地基處理法為強(qiáng)夯法，施工場地是非自重的濕陷性黃土場地。該地基運(yùn)用強(qiáng)夯法對地基進(jìn)行加固處理和回填，采用二遍強(qiáng)夯施工，第一遍是點(diǎn)夯，第二遍是滿夯，布點(diǎn)為梅花形。完成強(qiáng)夯平整場地后，運(yùn)用鏈軌機(jī)械振動碾壓至加固地基的要求。

4.2 操作步驟

回填70cm的黃土后進(jìn)行場地平整；針對試驗(yàn)場地進(jìn)行分區(qū)，然后就第一遍夯點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，并測量好場地的高程；同時在指定的合理位置安置起重機(jī)，將夯錘和夯點(diǎn)位置對準(zhǔn)；在強(qiáng)夯之前需準(zhǔn)確測量夯錘頂高程；當(dāng)夯錘升至相應(yīng)高度時，脫鉤裝置自動開啟，夯錘脫鉤自由下落。此時，放下吊鉤并測量夯錘頂部高程，若發(fā)現(xiàn)坑底部傾斜或夯錘歪斜，則需及時平整夯坑底部，然后重復(fù)以上步驟；依照設(shè)計要求的夯擊次數(shù)與控制標(biāo)準(zhǔn)，來完成一個夯點(diǎn)的夯擊；把夯錘移到下一夯點(diǎn)，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊；用挖掘機(jī)將夯坑進(jìn)行填平，之后對場地高程進(jìn)行測量。

4.3 間歇期

強(qiáng)夯間歇期第一遍點(diǎn)夯后間歇7天，第二遍間歇12天。根據(jù)操作步驟完成施工后，對夯后場地的高程進(jìn)行測量。

4.4 單遍點(diǎn)夯夯擊收錘及控制標(biāo)準(zhǔn)

每夯點(diǎn)每遍夯擊次數(shù)應(yīng)該大于八擊，最后兩擊平均夯沉量小于50mm，保障夯坑周圍的地面不能有較大的隆起產(chǎn)生，不得出現(xiàn)因夯坑較深而出現(xiàn)起錘困難的情況。

4.5 強(qiáng)夯質(zhì)量檢測

檢驗(yàn)強(qiáng)夯效果的方法主要有土工試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜載荷試驗(yàn)等。一般的工程應(yīng)該采取兩種或兩種以上檢驗(yàn)方法，重要的工程項目應(yīng)該增加檢驗(yàn)的項目，還可以針對現(xiàn)場做大壓板載荷試驗(yàn)。隨著夯擊后間歇時間的增加土體的強(qiáng)度也隨之增加，對強(qiáng)夯效果的測試應(yīng)該在強(qiáng)夯之后的1～4周之內(nèi)進(jìn)行，在強(qiáng)夯結(jié)束后不應(yīng)該立即測試，否則會測出偏低的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。

結(jié)語：

總之，在巖土工程地基處理中應(yīng)用強(qiáng)夯的效果很好，可以使地基承載力的要求得到滿足，使地基不均勻沉降消除，對節(jié)約建筑資源、減少工程成本有重要的作用，收到明顯的社會效益，所以對其應(yīng)用加強(qiáng)研究，可以促進(jìn)其得到廣泛的應(yīng)用。