谈强夯施工技术在工程中的应用

张永宏

(山西宏厦建筑工程第三有限公司，山西阳泉 045000)

1 概述

1)强夯法是用起重机械将一个大吨位的夯锤，起吊到一定高度后自由落下，给地基以强大的冲击能量的夯击，从而在地基土中产生较大的冲击波和冲击应力，迫使土层孔隙压缩，土料重新排列，经时效压密达到固结，以提高地基承载力，降低其压缩性的一种有效的地基加固方法。

2)强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度粉土、粘性土、湿陷性黄土、高填土和杂填土等地基。在加固区周围有建筑物或设备时，需谨慎采用，必需时，应采用防振、隔振措施。

现结合阳煤120万m输送带项目强夯地基处理的实际工程情况及其加固效果，对强夯法设计和施工进行简要阐述。

2 工程概况

1)阳煤120万m输送带项目位于阳泉市开发区，其北侧为驼岭头村，西侧距阳泉市义白路500m，场区东西长约470m，南北长约300 m，占地面积14万m2。该施工场区山梁沟谷纵横，地形起伏较大，场区土石方施工时，将北侧的山梁开挖，回填到南侧、西侧的沟谷当中，致使南侧、西侧形成90 000多平方米的回填区域。填土成分土质均匀性很差，填土厚度变化较大，不适于作为地基持力层。

2)该回填区域土层分布及特征自上而下为:①层素填土:以平时开挖爆破的山体碎石、粉质粘土为主，土质均匀性很差，厚度5 m～14 m，结构松散，压缩性高。②层粉土、③层粉质粘土:厚度较小，呈透镜状分布，压缩性低，承载力高。④层泥岩:厚度变化大，上部强风化，铁质含量较高，下部较纯，铝质含量高，节理面有红色铁质矿物分布，碎裂状结构，破碎，贝壳状断口，压缩性低，承载力高。

3)根据地质资料、设计平面图、原始地形图、复测地形现状图，经从技术、经济、工期等几方面综合分析，决定对南侧、西侧回填区软弱地层采用强夯法地基处理。

3 强夯设计

3．1 强夯处理范围

按照每边超出建筑物基础外边缘宽度宜为基底下设计处理深度的1/2～2/3，并不小于3．0 m的要求设定处理范围。强夯处理地基面积为94 078．76 m2。

3．2 强夯单击夯击能

根据地基土类别、结构类型、荷载大小和要求处理的深度等因素综合考虑，并通过现场试验确定强夯单击夯击能:有效加固深度为6 m以内的区域，单击夯击能选择为2 000 kN·m;有效加固深度为7 m以内的区域，单击夯击能选择为3 000 kN·m;有效加固深度为7 m～14 m区域，按强夯两层处理，即将该部分回填土挖除7 m，用5 000 kN·m夯击能夯击下部一层，然后二次回填至原有标高后，用3 000 kN·m夯击能夯击上部一层。

3．3 夯点布置及夯击遍数

1)设计要求:夯点布置应根据基础的形式和加固要求而定;夯点间距取决于基础布置、加固土层厚度和土质等条件;单点夯击数应按现场试夯和夯沉量关系曲线确定，而且应满足最后两击平均夯沉量不大于5 cm，夯能较大时不大于10 cm的要求;夯击遍数应根据地基土的性质确定，一般可为2遍～3遍;两遍间隔时间可为1周～4周。根据这些要求，我们分部位对夯点布置、间距、单点夯击数、夯击遍数进行了设计。

2)5 000 kN·m夯能按6．5 m正三角形布置，强夯分3遍完成，第1，2遍夯主夯点，夯点布置成梅花状，第2遍夯点布置于第1遍夯击点之间。第1遍不少于13击，第2遍不少于10击，并且满足最后两击平均夯沉量不大于10 cm，最后1遍为满夯，能级2 000 kN·m，击数不少于4击，要求锤印相切。两遍间隔时间为2周。

3)2 000 kN·m，3 000 kN·m夯能按4．5 m正三角形布置，强夯分3遍完成，第1，2遍夯主夯点，第1遍不少于12击，第2遍不少于10击，并且满足最后两击平均夯沉量不大于5 cm，最后1遍为满夯，能级1 000 kN·m，击数不少于3击，要求锤印相切。两遍间隔时间为2周。

3．4 强夯处理后地基应达到的要求

1)通过强夯处理，使地基填土更加密实，加速了填土地基的固结速度。

2)地基承载力标准达到150 kPa。

3)通过强夯处理，使场区回填区域形成均匀性良好，沉降一致的地基。

4 强夯施工

4．1 施工区段的划分

该场地强夯施工采用分段施工方法，每段施工顺序为从边缘夯向中央。根据地质钻探资料，清除表土后，按软弱土层厚度不同，把强夯处理地段分成7 m～14 m区、6 m～7 m区和5 m～6 m区三个区。

4．2 施工工艺

1)场地清理。强夯施工前，首先应该进行场地扫障清理，清除地表杂物，拆除或改移地下管线及埋置物，对周围建筑物或设备采取一定的保护措施。

2)场地平整。在强夯机械进入场地前，应采用推土机对强夯场地进行场地平整，对于粘土、湿陷性黄土类土质的场地，可铺设一层1．0 m厚的爆破石渣垫层，以作为强夯机械的持力层，便于强夯作业，并减小强夯时由于冲击波的影响而造成的上部土层松动。

3)第1遍夯点放测、场地标高测量。利用控制桩对第l遍夯点位置进行定位放测，用小木桩或石灰标出，并对夯前场地标高进行测量，做好标记及记录，绘制标高图。

4)试夯。在强夯场地内，选择一块区域作为强夯试夯区。根据试夯效果，进行分析，修改强夯施工工艺参数，为正式强夯施工提供指导。

5)第1遍夯点的夯击。a．起重机就位，夯锤置于夯点位置。b．测量夯前锤顶标高。c．夯锤起吊至预定高度后脱钩落下，放下吊钩测量锤顶标高，计算出单击夯沉量。d．重复步骤c．，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。e．移位:起重机向后退一定距离，然后起吊夯锤使其对准下一个夯点后放下，再起吊龙门架使机具准确就位，然后进行下一个夯点的夯击作业。f．重复上述步骤b．～步骤e．，完成第1遍全部夯点的夯击作业。

6)夯中场地平整、测量。完成第1遍夯点后，用推土机填平夯坑，并测量夯后场地标高，并计算平均下沉量。

7)第2遍夯点的放测和夯击。第2遍夯点的布设，方法与第1遍相同。要求在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数。

8)满夯。最后1遍为满夯，用于加固场地表层松土。

9)终夯后场地平整、测量。满夯完成后，最后进行一次场地平整，并测量满夯后的终夯面标高，计算最终下沉量。

4．3 基本的技术要求

1)单位夯击能、夯点布置、夯点间距、单点夯击数、夯击遍数要严格按照设计规定的参数进行，落锤应平稳，夯位应准确。

2)强夯加固顺序应先深后浅，即先加固深层土，再加固中层土，最后加固表层土。

3)由于该工程强夯作业正值雨季，施工时，在场地四周挖设排水沟、在北侧山顶设置了截洪沟，防止雨水流入场区内。夯前夯后场地平整时进行了分层碾压，保持表面1%～2%的排水坡度，用于排除场面雨水。

4)当场地土软弱或地下水位较高，夯坑内积水影响施工时，应进行人工降低地下水位或铺填一定厚度的砂、砂砾或碎石等材料(垫层厚度一般为0．5 m～2 m)，使地下水位低于坑底面以下2 m，然后进行施工。如果场地夯坑内积水，应立即用污水泵排水，如有淤泥应用挖掘机挖出并运至场外，以防场地或夯坑长时间浸泡。

5)如若强夯作业进行冬季施工，应清除表层冻土后再进行强夯作业，夯击次数可适当增加。

6)为了减少强夯对附近建筑物的振动影响，在夯区与附近建筑物之间应设置防振沟。对于碎石土地基，防振沟的深度不应小于3 m。

7)做好施工过程中的监测和记录工作。

4．4 质量检验标准

1)地基强度、地基承载力、夯击遍数及顺序、夯击范围(超出基础范围距离)、前后两遍的间歇时间应符合设计要求。

2)夯锤落距允许偏差±300 mm;锤重允许偏差±100 kg;夯点间距允许偏差±500 mm。

5 质量检测

强夯施工结束3周后，由具有检测资质的阳泉新宇岩土有限责任公司对强夯加固质量进行了检测。

依据JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范，YB 9010-98岩土工程验收和质量评定标准，在强夯区域布设各类型检测钻孔40个，载荷试验点7个，采用了连续重型动探试验、标准贯入试验、P—S波速测试和平板载荷试验四种方法进行了检测。

6 结语

检测试验表明:强夯处理后的地基承载力明显提高，地基承载力和变形模量、影响深度均满足设计要求。实践证明强夯法由于具有操作工艺简单，适用范围广，安全可靠，经济实用等特点，在软弱地基处理方面应用前景广阔。

［1］龚晓南．地基处理手册［M］．北京:中国建筑工业出版社，2008．

［2］《建筑施工手册》编委会．建筑施工手册(第四版缩印本)［M］．北京:中国建筑工业出版社，2006:383-385．

［3］JGJ 79-2002，建筑地基处理技术规范［S］．

［4］叶观宝，陈望春，徐 超．强夯地基处理有效加固深度的分析研究［J］．上海地质，2003(3):22-25．