軟土地基處理中強(qiáng)夯法的應(yīng)用

卜永林

鄧州市公路管理局，河南鄧州 474100

1 強(qiáng)夯法概述以及工藝特征

1.1 強(qiáng)夯法概述

強(qiáng)夯法出現(xiàn)在上個世紀(jì)的中期，也可以稱之為動力固化技術(shù)，就是利用起重機(jī)將重錘提升至一定高度然后利用重錘的自由落體運動向地面形成一個較大的沖擊，沖擊力通過土層直接傳導(dǎo)至地基，對土層產(chǎn)生沖擊波，以此克服土層顆粒之間的阻力使得地基產(chǎn)生變形，積壓排水，實現(xiàn)對地基的壓縮并加固。強(qiáng)夯法是利用功能的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了對基礎(chǔ)的加固。其具備工藝簡單，夯土強(qiáng)度大深度大、設(shè)備簡單、效果好且成本低、施工周期短等優(yōu)勢。所以強(qiáng)夯法已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在碎石土、雜填土、砂類土、非飽和粘土等等，隨著技術(shù)成熟，在淤泥土、塑性土等地基加固中也得到了應(yīng)用。

1.2 強(qiáng)夯法的施工工藝

強(qiáng)夯法的施工流程較為簡單，但是需要在實際施工前進(jìn)行試驗，確定施工的方案，然后才能進(jìn)行大面積的強(qiáng)夯施工。首先進(jìn)行試驗夯擊，其目的就是針對施工場地來測試多種夯擊參數(shù)，從中選擇最佳的夯擊參數(shù)，通過對參數(shù)修正形成最終的強(qiáng)夯施工方案。完成測試后將數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總并形成施工方案，然后指導(dǎo)施工，完成后對強(qiáng)夯的結(jié)果進(jìn)行檢驗，最后是交工。

與強(qiáng)夯相關(guān)的技術(shù)參數(shù)包括夯擊能、夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)、夯擊間距、夯擊點、加固范圍、間隔時間等等，這些都應(yīng)在測試后獲得準(zhǔn)確的參數(shù)?？梢岳脤?yīng)的額修正公式計算夯擊能。夯擊次數(shù)是保證加固效果的重要參數(shù)，可以按照測試結(jié)果形成夯擊和沉降效果的曲線，從而選擇最佳夯擊次數(shù)，也可根據(jù)不同的土質(zhì)選擇夯擊次數(shù)，如粘土為3-8次；碎石土、砂礫等等2-3次。夯擊間距設(shè)置為5m-9m，主要是利用工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)來參考，按照土層加固的深度來調(diào)整。通常的夯擊點布置有兩種形式，單點間距為錘徑的1.5-2.5倍，按照方形或者梅花形設(shè)置夯擊點；加固范圍小于3m的應(yīng)根據(jù)建筑工程特征來確定，通常應(yīng)超出設(shè)計深度的0.5倍；間隔時間應(yīng)根據(jù)超靜孔隙水的滲透情況來確定，粘土為數(shù)周、砂土相對短。

2 強(qiáng)夯法在軟土地基處理中的應(yīng)用

2.1 強(qiáng)夯施工的準(zhǔn)備

設(shè)備組織：強(qiáng)夯的機(jī)具相對簡單，主要設(shè)備是起重機(jī)，如：起重能力為100T的履帶式起重機(jī)，并設(shè)置安全裝置，反之在夯擊的過程中出現(xiàn)吊臂后仰的情況。夯錘選擇通常按照不同的地基土質(zhì)來選擇，錘徑。夯錘的地面會設(shè)置有排氣孔，孔徑設(shè)置在250mm-300mm之間。自動脫鉤裝置應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度，在施工前應(yīng)測試脫鉤機(jī)構(gòu)的靈活性，并保持夯錘平穩(wěn)落下。場地準(zhǔn)備，施工前應(yīng)對施工場地進(jìn)行平整，施工道路修筑完成，對表面的松散土層進(jìn)行預(yù)壓；配合修筑排水系統(tǒng)，防止場地內(nèi)出現(xiàn)積水。

2.2 強(qiáng)夯法的施工工藝

2.2.1 夯擊試驗

如前所述施工前應(yīng)進(jìn)行測試，首先對地質(zhì)情況進(jìn)行勘察，探孔設(shè)置為4-6個，選擇其中3個作為標(biāo)準(zhǔn)的試驗孔。試驗過程中做好相關(guān)數(shù)據(jù)記錄，主要是針對夯擊高程、夯擊隆起量、影響范圍、夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)等等，測試完成一周后，對夯擊的結(jié)果進(jìn)行測試，主要檢查加固效果能否滿足合計要求。并確定其夯擊參數(shù)，按照該參數(shù)進(jìn)行測試直至數(shù)據(jù)確定，并形成方案來指導(dǎo)施工。

2.2.2 施工方法和參數(shù)

強(qiáng)夯施工在施工中需要控制夯擊點和滿夯的技術(shù)參數(shù)，以某個工程為例，其點夯被分為三個批次，第一批夯擊能2000kn.m；第二、三批為2500kn.m；點夯夯擊的技術(shù)應(yīng)保證最后兩次夯擊的沉降小于50mm，夯擊后夯擊點周圍土層不會發(fā)生大的隆起，不會出現(xiàn)夯擊后提錘困難等情況。夯擊點布置選擇為4.5m正方形。點夯方式為三次點夯，采用隔行不隔點形式布置。兩次夯擊間隔時間按照試驗確定的時間為宜。

滿夯的技術(shù)參數(shù)：通常選擇夯擊能1000kn.m；夯擊次數(shù)為三次；滿夯方式就是對整個場地進(jìn)行全面積的夯實，夯擊印的應(yīng)保證搭接面積在1/4個錘底面積。滿夯完成后應(yīng)進(jìn)行承載力的測試然后才能交付使用。

2.2.3 強(qiáng)夯法的施工保障

強(qiáng)夯的施工需要保證場地的平整且可以承載夯擊設(shè)備的載荷，同時施工前應(yīng)對場地內(nèi)的障礙以及地下管線進(jìn)行清理；強(qiáng)夯的設(shè)備必須滿足強(qiáng)夯設(shè)計要求，以及提升高度的要求，并設(shè)置安全裝置保證起重機(jī)在進(jìn)行施工時出現(xiàn)后傾或者吊臂的振動。安裝裝置通常是在臂桿的頂部設(shè)置鋼絲，與前方的推土機(jī)連接，不進(jìn)行施工時推土機(jī)可以參與平整場地；夯擊完成一次后，應(yīng)測量場地平均的沉降高度，然后回填夯土坑，這樣才能進(jìn)行下一次強(qiáng)夯施工，施工中平均的下沉量應(yīng)必須按照設(shè)計要求；強(qiáng)夯的時候，首先應(yīng)檢查夯錘使之保持在中心位置，如果出現(xiàn)偏心應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，使之保持平衡，防止夯坑出現(xiàn)傾斜。夯擊過程中要保持夯擊位置準(zhǔn)確，如果出現(xiàn)錯位或者夯坑傾斜過大則應(yīng)進(jìn)行回填然后進(jìn)行補充夯擊。強(qiáng)夯的過程中會對地基以及周邊建筑產(chǎn)生振動，所以夯擊中應(yīng)使得夯點與周邊建筑保持15m以上的距離。如果間距不能控制則應(yīng)增加隔振溝，其深度應(yīng)超過建筑的坑基礎(chǔ)深度，并滿足一定的長度，或者直接將夯場包圍起來。

2.2.4 雨季施工的措施

強(qiáng)夯施工應(yīng)盡量在旱季進(jìn)行；如果在雨季施工，則應(yīng)做好施工場地的排水處理，保證場地相對干燥，保持強(qiáng)夯的效果；對強(qiáng)夯的區(qū)域應(yīng)進(jìn)行及時的表面處理，如碾壓等，使之達(dá)到施工條件；起重機(jī)在雨后進(jìn)入到場地后，應(yīng)先檢查場地的情況，嚴(yán)謹(jǐn)在虛土以及低洼地區(qū)作業(yè)，同時應(yīng)進(jìn)行測試，保證起重機(jī)可以穩(wěn)定施工后才能進(jìn)行施工。

3 強(qiáng)夯施工的檢驗

完成強(qiáng)夯后應(yīng)對強(qiáng)夯的效果進(jìn)行檢驗，通常是在結(jié)束施工后的兩周后對其質(zhì)量進(jìn)行檢查。檢查應(yīng)交由相關(guān)單位進(jìn)行，以此保證施工的質(zhì)量控制。檢驗方式有很多種，其中可以利用動力觸探和壓板載荷進(jìn)行測試。具體情況如下：

動力觸探檢驗：在檢驗中按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作，利用動力觸探試驗的相關(guān)規(guī)程進(jìn)行檢查，也是利用起重機(jī)進(jìn)行落錘試驗，連續(xù)錘擊夯實場地，錘擊的速率控制在30次每分鐘以下，貫入器倒入土層10cm的錘擊數(shù)即為檢測試驗的結(jié)果。修正后的錘擊數(shù)量進(jìn)行參考。試驗的目的就是檢測垂直方向上的承載力分布情況，以及夯實深度和影響深度等，檢測中按照基礎(chǔ)設(shè)計要求進(jìn)行檢測網(wǎng)格布置，以此保證檢驗的質(zhì)量。

壓板載荷檢驗：該項測試主要是檢驗較深范圍的地基土的承載能力的改變情況。按照上述動力觸探的結(jié)果來對場地內(nèi)相對薄弱的位置進(jìn)行壓板載荷的檢驗。按照相關(guān)要求加載的總重量應(yīng)按照設(shè)計載荷的兩倍進(jìn)行設(shè)置，試驗中按照標(biāo)準(zhǔn)利用預(yù)制的混凝土塊作為壓在件，每個壓在件的重量為固定值。針對設(shè)定的壓在點進(jìn)行檢測，采集數(shù)據(jù)繪制載荷和沉降的值，以此檢測強(qiáng)夯的質(zhì)量情況。

4 強(qiáng)夯法施工要點

施工中如果錘重為15-25t的范圍內(nèi)，錘重可以取相對小值也可以滿足實際的施工需求，這樣可以減少成本支出。如果在砂質(zhì)土或者砂礫粘作為回填土?xí)r，應(yīng)分層進(jìn)行回填，同時利用壓路機(jī)進(jìn)行壓實，其夯實沉降量應(yīng)為加固深度的1/6左右，因此填土的壓實預(yù)增的標(biāo)高應(yīng)在估算夯擊沉降量的基礎(chǔ)上增加一定的高度。強(qiáng)夯法施工中難免會產(chǎn)生振動，隨著夯擊的遍數(shù)增加其振動會增加，對場地周圍的建筑尤其是水塘等，此時應(yīng)設(shè)置必要的防護(hù)措施，同時強(qiáng)夯的施工前或者施工后都應(yīng)對影響到的建筑物進(jìn)行檢測，監(jiān)控其沉降的情況。強(qiáng)夯處理的范圍應(yīng)大于工程的基礎(chǔ)面積，每一側(cè)超出的邊緣寬度應(yīng)在設(shè)計基礎(chǔ)上增加處理的深度，但是深度不應(yīng)大于3m。地基范圍內(nèi)如果有天然地基和強(qiáng)夯處理的回填土地基的情況下，應(yīng)進(jìn)行延伸強(qiáng)夯，防止出現(xiàn)不均勻的沉降。還應(yīng)注意強(qiáng)夯法對就填土區(qū)和原裝土區(qū)域的地基處理效果較好，對能進(jìn)行強(qiáng)夯的區(qū)域以及適應(yīng)強(qiáng)夯法處理的建筑基礎(chǔ)應(yīng)優(yōu)先選擇采用強(qiáng)夯法。

5 結(jié)論

綜合上述分析，強(qiáng)夯法是一種較為簡單地基加固技術(shù)，但是地基的地質(zhì)情況往往十分復(fù)雜，尤其是在軟土地基上應(yīng)用強(qiáng)夯法，雖然技術(shù)優(yōu)勢明顯，但是在實際操作中必須對場地的基本情況進(jìn)行細(xì)致勘測，保證強(qiáng)夯法以及技術(shù)參數(shù)的適應(yīng)性。同時強(qiáng)夯沖擊容易導(dǎo)致砂土的液化，因此在應(yīng)用中必須加強(qiáng)對基礎(chǔ)的預(yù)先處理，以及試夯時對基礎(chǔ)加固效果的測試，保證強(qiáng)夯的技術(shù)參數(shù)滿足設(shè)計需求。最后還應(yīng)重視施工中的安全保障措施，對現(xiàn)場的人員和設(shè)備的安全性進(jìn)行檢查和防范，以此提高施工的安全性。

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