強(qiáng)夯法在建筑工程地基處理中應(yīng)用

李忠立

湖南省機(jī)械化施工有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000

1 強(qiáng)夯法概述

1.1 基本概念

強(qiáng)夯法利用重量為100-400kN的夯錘從高位自由落體的勢(shì)能對(duì)地基形成沖擊，通過(guò)相應(yīng)的沖擊和振動(dòng)提高土體強(qiáng)度，降低土體壓縮性，20世紀(jì)70年代末開(kāi)始在我國(guó)進(jìn)行推廣應(yīng)用。在對(duì)雜填土、砂石土、粘性土、沙土、濕陷性黃土等地基進(jìn)行處理的過(guò)程中，強(qiáng)夯法應(yīng)用較多。

1.2 基本機(jī)理強(qiáng)夯法

通過(guò)反復(fù)重錘提升到一定高度，然后通過(guò)自由下落產(chǎn)生巨大沖擊，對(duì)地基進(jìn)行夯實(shí)。使用強(qiáng)夯法能夠提高地基承載能力，降低土層壓縮性，改善其抗液化的能力，同時(shí)消除土層的濕陷性或溶陷性問(wèn)題[1]。強(qiáng)夯法加固針對(duì)不同土體的機(jī)理是不同的，對(duì)于多孔隙、粗顆粒、非飽和的土體，強(qiáng)夯法是通過(guò)強(qiáng)夯的沖擊能量減少土體孔隙，使得土體變得密實(shí)，提升地基承載能力，在夯實(shí)過(guò)程中將土層中的氣擠出，其夯實(shí)形變來(lái)源于土顆粒的相對(duì)位移，對(duì)于細(xì)顆粒飽和土體，強(qiáng)夯法是通過(guò)動(dòng)力將其固結(jié)，強(qiáng)夯的沖擊能力破壞了土體結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)局部液化且產(chǎn)生裂隙，增加了土體排水的通道，為孔隙水的逸出提供通道，當(dāng)超孔隙水的壓力消散后，土體固結(jié)，就能有效提升土層強(qiáng)度。

1.3 基本特點(diǎn)

首先，強(qiáng)夯法施工工藝、設(shè)備較為簡(jiǎn)單，一般只需要一臺(tái)起重設(shè)備及配套的重錘，利用起重設(shè)備吊起重錘，然后使其自由落體，操作極為簡(jiǎn)便，施工質(zhì)量控制非常容易；其次，強(qiáng)夯法能夠適應(yīng)多種情況的地基處理，可以針對(duì)各類軟土地基進(jìn)行加固，特別是針對(duì)碎石類填土地基的處理效果更好；再者，采用強(qiáng)夯法的效果較好，經(jīng)夯錘夯實(shí)后地基土體強(qiáng)度提升較大，有效降低了土層的壓縮性和沉降量，可有效避免震區(qū)砂土液化問(wèn)題，降低甚至消除大孔隙土體的濕陷等級(jí)；另外，強(qiáng)夯法施工效率高、速度快，有數(shù)據(jù)表明，單臺(tái)套設(shè)備設(shè)施每月可以處理五千到一萬(wàn)平米的地基，遠(yuǎn)高于樁基施工速度；最后，強(qiáng)夯法的經(jīng)濟(jì)性高，能夠大大減少地基處理過(guò)程中對(duì)于水泥、鋼材、木材等建筑材料的使用，相較于采用樁基方式進(jìn)行地基處理的方式，整體加固成本較低。

2 強(qiáng)夯法在建筑工程地基處理施工中的應(yīng)用情況

2.1 配置施工設(shè)備

強(qiáng)夯法施工工藝、設(shè)備較為簡(jiǎn)單，一般只需要一臺(tái)起重設(shè)備及配套的重錘，因此，其施工設(shè)備的配置主要考慮兩個(gè)方面，一個(gè)是現(xiàn)場(chǎng)使用設(shè)備，另一個(gè)是附屬配套設(shè)施。

對(duì)于現(xiàn)使用設(shè)備來(lái)說(shuō)，主要包括起重設(shè)備和配套重錘。起重設(shè)備可以使用十五噸以上履帶式起重機(jī)，其起重能力要大于夯錘重量的1．5倍，這種設(shè)備行走方便、穩(wěn)定性好，同時(shí)帶有自動(dòng)脫鉤裝置，并保證十至十四米的起重高度，在施工過(guò)程中為了避免夯擊臂桿后仰，通過(guò)在臂桿端部設(shè)置輔助門(mén)架等措施進(jìn)行防傾覆；配套重錘一般選擇十到四十噸重錘，底面為圓形或方形，一般情況下圓形較為適宜，其錘頭直徑及錘底面積要根據(jù)建筑工程現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行確定[2]。為排除錘擊過(guò)程中存在的空氣，減少空氣阻力，可以在重錘底面對(duì)稱設(shè)置與頂面貫通的排氣孔。對(duì)于附屬配套設(shè)施，主要是電焊機(jī)、裝載機(jī)、加油機(jī)，以及相應(yīng)測(cè)試項(xiàng)目使用的檢查、試驗(yàn)儀器。

2.2 施工前的準(zhǔn)備工作

強(qiáng)夯施工前必須先了解建筑工程施工區(qū)域的工程地質(zhì)情況，獲得基穴普探圖、夯位圖、基礎(chǔ)平面圖、強(qiáng)夯地基的設(shè)計(jì)要求、質(zhì)量保障措施及方案。在開(kāi)夯前，要按要求清除地下管線、硬質(zhì)物體等障礙物。對(duì)于埋深大于處理深度的坑洞，應(yīng)該事先處理好。埋深較淺的洞坑、洞穴以及局部土質(zhì)比較松軟的地基，應(yīng)該在地面上做出相應(yīng)的標(biāo)志，施工時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)夯擊。在施工過(guò)程中遇到的特殊問(wèn)題無(wú)法解決，應(yīng)該及時(shí)和相關(guān)部門(mén)以及設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，共同商討處理方案。

2.3 施工重點(diǎn)內(nèi)容

（1）強(qiáng)夯法施工前，要先將建筑工程施工區(qū)域的場(chǎng)地平整處理，若現(xiàn)場(chǎng)地下水位較高，底部積水會(huì)對(duì)強(qiáng)夯法施工存在影響，必須提前進(jìn)行排水，以便降低現(xiàn)場(chǎng)地下水位。（2）實(shí)際施工過(guò)程中，強(qiáng)夯法處理要分段進(jìn)行，按照從邊緣到中間的方向循序漸進(jìn)。施工過(guò)程中按照起重機(jī)行駛路線進(jìn)行推進(jìn)，夯擊完成后要及時(shí)使用推土機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地平整，然后放線確定下一個(gè)處理周期的夯點(diǎn)位置[3]。（3）進(jìn)行施工前，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定相應(yīng)的強(qiáng)夯參數(shù)，在施工過(guò)程中要保持落錘平穩(wěn)、夯位準(zhǔn)確，在每次夯擊完成之后，及時(shí)安排使用新土將夯坑進(jìn)行回填、平整。（4）對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)土體，要嚴(yán)格控制其含水率，確保在最優(yōu)范圍內(nèi)，若土體含水率低于最優(yōu)范圍，可以采取鉆孔灌水或?yàn)⑺疂B透的方式進(jìn)行處理，在雨季進(jìn)行強(qiáng)夯處理時(shí)，要在場(chǎng)地周邊設(shè)置相應(yīng)的排水設(shè)施，避免雨水流入施工現(xiàn)場(chǎng)，影響整體施工效果。

3 結(jié)語(yǔ)

強(qiáng)夯法通過(guò)重錘對(duì)地基施加沖擊，利用其在地基中出現(xiàn)的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，提升地基強(qiáng)度，降低土層壓縮性，改善土質(zhì)的抗液化條件，而且夯擊可以提高土層均勻程度，減少地基的差異沉降。具有施工簡(jiǎn)便、加固效果好、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，逐漸受到越來(lái)越多關(guān)注和重視，隨著強(qiáng)夯法工藝水平的發(fā)展，地基加固處理工藝效果顯著，經(jīng)濟(jì)效益明顯，能夠更好地適應(yīng)建筑工程地基處理要求，推動(dòng)建筑工程整體建設(shè)水平的提升。