强夯置换法在湿陷性黄土地基处理中的应用分析

杨栋栋

宁夏宝丰能源集团股份有限公司 宁夏 灵武 750409

建筑物的地基质量是建筑物稳固的基础保障，地基一般不会产生压缩变形的情况，大部分的建筑物压缩变形是由于建筑物自身的负荷过重导致的，但一般都会在合计的允差范围内，对建筑物的正常使用不会产生影响，也不会造成建筑物结构的变形，其安全度可控。湿陷变形多由地基受到大量的水浸湿而产生的，其变形不可控，是突然出现的局部附加变形现象，导致建筑物的不均匀性。因此，摈弃因湿陷性黄土地区地基处理不当导致的后续建筑物的不稳固现象，是在工程设计和施工过程需要考虑的因素。

1 湿陷性黄土地基及其处理

湿陷性黄土是在我国北方黄土高原地区较为常见的一种土地，如山西、陕西、宁夏和甘肃等地区，它属于非饱和性、欠压密性的土质，土质内部结构空洞，具大孔和垂直节理，在自然条件下，其具有较低的压缩性和较高强度。然而，当其与水混溶时，它会展现出明显的低强度，且给以其压力或自重压力均可引起其发生较为严重的湿陷变形，造成土质大量下沉、并且沉降速度快，若其上面有建筑物则会严重影响其建筑物的结构形态与稳定性。根据其引起变形的条件可以将其分为压缩与湿陷变形两类。

地基处理是现代工程施工的必备程序，其处理需要通过综合的考量去选择合适的处理方式，以确保成本合理，效果明显。自重湿陷往往与土的自身土质相关，如土的饱和度、土层的厚度等，其可发生变形的范围会包含所有的湿陷性黄土层，可根据湿陷变形的程度与低级的厚度确定处理的范围，处理的宽度综合考量控制侧向变形、扩散附加压力、防水等各项要求。针对地基的处理方法最常用的包括强夯、灰土置换、桩基础等。其中，强夯法是针对湿陷性黄土最基础的一种处理方法，它针对浅基础工程无须挖方，且建筑物的基础深埋不超过2米时，仅需将基础范围内表层土除掉即可强夯后施工。该技术方法的优点是成本投入少，劳动力资源需求低，处理效率高，处理用时短，不受气候条件的影响，对施工场地要求不高，因此被广泛地应用在施工地基处理过程中。该技术是通过起重机与重锤给地基以强大的夯击，通过强大的冲击波和冲击应力重排土颗粒，将土质孔隙中的水、气等除去，从而达到土质密实、坚固、高强度、低压缩性的效果[1]。

2 强夯法施工的步骤

第一，清理施工现场，准备施工所用的各种机械设备，并整理施工通道。第二，计算施工参数，设置夯点位置。根据施工现场测量条件，进行施工前的测量与试验数据汇总分析，以此确定施工夯点的位置排布、各夯点的夯击次数、夯击间歇时间。第三，施工前期准备。按照施工设计和夯点位置的计算，开始定位放线，在施工场地上准确的标出夯点位置所在，测量场地高程，根据设置的夯击水准点测量夯击沉降量，确定夯击施工的顺序。第四，夯击施工。夯锤进场，过磅秤重，计算夯锤落距，确定夯锤位置，测量夯锤顶高程，吊起夯锤至设计高度，开启脱钩装置，夯锤脱钩自由下落，放下吊钩，测量夯锤顶高程，即使调整夯锤侧倾，确保坑底整平，重复该步骤至夯锤完成预设的夯击次数，换点继续进行夯击施工，直至所有的夯点整体完成一次夯击。施工过程需要及时清理夯击锤气孔，避免堵塞对施工效果的影响。为确保带有强夯龙门架的强夯履带吊车安全作业，可采用履带下垫枕木的方式避免履带移位或脱钩。填平夯坑并测量场地高程，若夯坑深度较大或夯击产生吸锤现象，需及时填土，避免拔锤困难或埋锤。停止夯击的标准是以最后两击平均夯沉量不超过20cm为佳，若不符合标准要求需要机械填料夯击至标准要求为止。根据设计的夯实间隔时间完成全部夯实工作，夯满后将地表夯实，测量高程。第五，清理现场所有的原始记录数据，汇总整理存档。进行现场夯实效果的质量检验，包括夯实后地基的下沉量，夯击点周围是否存在隆起，测量施工后夯实点的抗承载性能和压力等，如单墩载荷试验，动力触探等，根据质量验收的效果，开展后续工程项目的实施工作[2]。

3 施工关键事项

首先，所有的夯实施工需要严格执行施工标准化操作程序，依据试验数据规范施工过程，做好施工过程记录。其次，夯击过程确保夯锤的落距/位置和稳定性，若发现落锤倾斜大于设计30度及以上时，需要填平夯坑底。严把工程质量关，进行施工过程的实时监督，相互监督施工过程，技术人员与质检人员严格把控施工效果。第三，针对天气条件较为恶劣的情况，特别是暴雨天气，需要组织相关施工人员对施工现场进行检查，避免遗漏，查询现场的排水、防洪等条件是否满足要求，并对应处理需要解决的问题，以确保施工效果不受天气条件的影响。若实在因为雨水过大对场地造成浸泡，也需要安排雨水消散期，并适当延长，有利于施工效果的恢复。针对雨后施工，履带式起重机禁止在虚土或低洼处作业，并开展试夯工作，带试夯稳妥后再行作业。第四，施工过程统一指挥，明确各施工信号，严禁在作业机械下逗留，避免施工安全事故的发生[3]。

4 结束语

强夯置换法是当前施工速度快，设备操作简单，施工成本较低的一种常用地基施工方式，它使用范围广，特别是针对湿陷性黄土地基的施工，可以很好地体现出该技术的施工优势，有效地提高了地基的强度，改善地基的抗逆性，为我国地基施工质量的提升奠定良好的基础。