摘 要：在民用建筑地基加固處理中應(yīng)用強(qiáng)夯法，具有工期短、施工工藝簡(jiǎn)單、工程造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。本文對(duì)強(qiáng)夯法各個(gè)施工工藝環(huán)節(jié)和質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了較為詳盡的分析探討，可為強(qiáng)夯法在地基加固應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯法 民用建筑 地基加固

中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（b）-0058-01

強(qiáng)夯法，也稱為動(dòng)力固結(jié)法。強(qiáng)夯法處理地基是20世紀(jì)60年代末由法國(guó)路易斯梅那德技術(shù)公司首先創(chuàng)用的。強(qiáng)夯法就是以8～30 t的重錘，8～20 m的落距（最高為40 m）自由下落對(duì)土進(jìn)行強(qiáng)力夯擊的一種地基加固方法。強(qiáng)夯時(shí)對(duì)地基土施加很大的夯擊能，在地基土中產(chǎn)生的沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，可提高土體強(qiáng)度，降低土的壓縮性，起到改善砂土的振動(dòng)液化性和消除濕陷性黃土的濕陷性等作用。同時(shí)，夯擊還能提高土層的均勻程度，減少將來可能出現(xiàn)的不均勻沉降。

強(qiáng)夯法是在重錘夯實(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但其機(jī)理又不相同的一項(xiàng)技術(shù)，根本區(qū)別在于后者采用的夯擊能量較小，僅適用于含水量較低的回填土表層加固，影響深度為1～2 m，而強(qiáng)夯法主要是深層加固，加固深度和所采用的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過淺層重錘夯實(shí)法。

強(qiáng)夯法已廣泛應(yīng)用于雜填土、碎石土、砂土、低飽和度粉土、粘性土以及濕陷性黃土等地基的加固中。它不但可以陸上施工，而且也可在水下夯實(shí)。工程實(shí)踐表明，強(qiáng)夯法加固地基具有施工簡(jiǎn)單、使用經(jīng)濟(jì)、加固效果好等優(yōu)點(diǎn)，因而被各國(guó)工程界所重視。其缺點(diǎn)是施工時(shí)噪音和振動(dòng)較大，一般不宜在人口密集的城市內(nèi)使用。對(duì)高飽和度的粉土與粘性土等地基，當(dāng)采用夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進(jìn)行強(qiáng)夯置換時(shí)，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。

1 強(qiáng)夯法的加固機(jī)理

強(qiáng)夯法在實(shí)踐中雖已被證實(shí)是一種較好的地基處理方法，但到目前還沒有一套成熟和完善的理論和設(shè)計(jì)計(jì)算方法，許多參數(shù)的確定只參考經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)公式。實(shí)踐表明，在夯擊過程中，由于巨大的夯擊能和沖擊波，土體中因含有許多可壓縮的微氣泡而立即產(chǎn)生幾十厘米的沉降；土體局部產(chǎn)生液化后，結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度下降到最小值；隨后在夯擊點(diǎn)周圍出現(xiàn)徑向裂縫，成為加速孔隙水壓力消散的主要通道；粘性土具有的觸變性，使降低了的強(qiáng)度得到恢復(fù)和增強(qiáng)。這就是強(qiáng)夯法加固的機(jī)理。

在進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí)，氣體體積壓縮，孔隙水壓力增大，然后氣體有所膨脹，在孔隙水排出的同時(shí)，孔隙水壓力減少。根據(jù)試驗(yàn)，每夯擊一遍，氣體體積可減少40%。土體的沉降量與夯擊能成正比。

相應(yīng)于孔隙水壓力上升到與覆蓋壓力相等的能量級(jí)時(shí)，土體即產(chǎn)生液化，吸附水變成了自由水，此時(shí)土的強(qiáng)度下降到最小值，當(dāng)所出現(xiàn)的超孔隙水壓力大于顆粒問的側(cè)向壓力時(shí)，致使顆粒間出現(xiàn)裂隙，形成排水通道，土的滲透系數(shù)驟增，孔隙水得以順利排出。當(dāng)孔隙水壓力消散到小于土顆粒問的側(cè)向壓力后，裂隙自行閉合，土中水的運(yùn)動(dòng)又恢復(fù)常態(tài)。有規(guī)則的網(wǎng)格布置夯點(diǎn)，由于積聚的夯擊能量，在夯坑四周會(huì)形成有規(guī)則的垂直裂縫；而不規(guī)則的和絮亂的夯擊，將破壞這些排水通道的連續(xù)性。

隨著孔隙水壓力的消散，由于土顆粒間緊密接觸以及吸附水層逐漸固定，土的抗剪強(qiáng)度和變形模量就有較大幅度的增長(zhǎng)。在觸變恢復(fù)期間，土體的變形（沉降）卻是很小的。

2 強(qiáng)夯法的施工設(shè)備和工作流程

2.1 強(qiáng)夯法的施工設(shè)備

強(qiáng)夯法施工過程中主要需要如下設(shè)備：（1）起重機(jī)。（2）鑄鐵錘或鋼殼包混凝土芯錘。（3）自動(dòng)脫鉤裝置。（4）門支架。（5）水準(zhǔn)儀。（6）水壓力觀察計(jì)。（7）經(jīng)緯度儀。（8）推土機(jī)。

2.2 強(qiáng)夯法施工工藝流程

強(qiáng)夯法施工主要按照如下流程進(jìn)行：（1）清理并平整施工場(chǎng)地，當(dāng)表土松軟時(shí)可鋪設(shè)一厚度為1.0～2.0 m的砂石施工墊層。（2）標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，并測(cè)量場(chǎng)地高程。（3）起重機(jī)就位，使夯錘置于夯點(diǎn)位置。（4）測(cè)量夯前錘頂高程。（5）將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘銳鉤自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程。若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底整平。（6）重復(fù)步驟（5），按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊。（7）重復(fù)步驟（3）～（6），完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊。（8）用推土機(jī)將夯坑填平，并測(cè)量場(chǎng)地高程。（9）在規(guī)定的間隔時(shí)間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，半場(chǎng)地表層土夯實(shí)，并測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。

3 強(qiáng)夯法的施工要點(diǎn)

強(qiáng)夯法施工應(yīng)遵循如下要點(diǎn)：（1）一般情況下夯錘重可取10～25 t，其底面形式宜采用圓形。錘底面積宜按土的性質(zhì)確定，錘底靜壓力值可取25～40 kPa，對(duì)于細(xì)顆粒土錘底靜壓力宜取較小值。錘的底面宜對(duì)稱設(shè)置若干個(gè)與其頂面貫通的排氣孔，孔徑可取250～300 mm。（2）強(qiáng)夯施工宜采用帶有自動(dòng)脫鉤裝置的履帶式起重機(jī)或其他專用設(shè)備。采用履帶式起重機(jī)時(shí)，可在臂桿端部設(shè)置輔助門架，或采取其他安全措施，防止落錘時(shí)機(jī)架傾覆。（3）當(dāng)?shù)叵滤惠^高，夯坑底積水影響施工時(shí)，宜采用人工降低地下水位或鋪填一定厚度的松散性材料。夯坑內(nèi)或場(chǎng)地積水應(yīng)及時(shí)排除。（4）強(qiáng)夯施工前，應(yīng)查明現(xiàn)場(chǎng)范圍內(nèi)的地下構(gòu)筑物和各種地下管線的位置及標(biāo)高等，并采取必要的措施，以免因強(qiáng)夯施工而造成損壞。當(dāng)強(qiáng)夯施工所產(chǎn)生的振動(dòng)，對(duì)鄰近建筑物或設(shè)備產(chǎn)生有害的影響時(shí)，應(yīng)采取防振或隔振措施。

強(qiáng)夯施工過程中應(yīng)有專人負(fù)責(zé)下列監(jiān)測(cè)工作：（1）開夯前應(yīng)檢查夯錘重和落距，以確保單擊夯擊能量符合設(shè)計(jì)要求。（2）在每遍夯擊前，應(yīng)對(duì)夯點(diǎn)放線進(jìn)行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應(yīng)及時(shí)糾正。（3）按設(shè)計(jì)要求檢查每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量。施工過程中應(yīng)對(duì)各參數(shù)及施工情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。

4 強(qiáng)夯法的質(zhì)量檢驗(yàn)

檢查強(qiáng)夯施工過程中的各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)和施工記錄，不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)應(yīng)補(bǔ)夯或采取其他有效措施。

強(qiáng)夯施工結(jié)束后應(yīng)間隔一定時(shí)間方能對(duì)地基質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)于碎石土和砂土地其間隔時(shí)間可取1～2周；低飽和度粉土和粘性土地基可取2～4周。

質(zhì)量檢驗(yàn)的方法，宜根據(jù)土性選用原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)，對(duì)于一般工程應(yīng)采用兩種或兩種以上的方法進(jìn)行檢驗(yàn)；對(duì)于重要工程應(yīng)增加檢驗(yàn)項(xiàng)目，也可做現(xiàn)場(chǎng)大壓板載荷試驗(yàn)。

質(zhì)量檢驗(yàn)的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地程度和建筑物的重要性確定。對(duì)于簡(jiǎn)單場(chǎng)地上的一般建筑物，每個(gè)建筑物地基的檢驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于3處；對(duì)于復(fù)雜場(chǎng)地或重要建筑物地基應(yīng)增加檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)。檢驗(yàn)深度應(yīng)不小于設(shè)計(jì)處理的深度。

5 結(jié)語

實(shí)踐證明，民用建筑地基加固中應(yīng)用強(qiáng)夯法，加固效果好且施工簡(jiǎn)單。強(qiáng)夯法必會(huì)以其省材、價(jià)低、工期短的優(yōu)點(diǎn)成為重要的地基處理技術(shù)之一。

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