填方地基处理强夯法应用分析

李 军 阳泉路达市政养护工程有限公司

1 前言

我国各地区的地形及地质情况有较大的差异性，在大型工程施工过程中，较常遇到软土地基。软土地基是一种不良地基，若未采取有效措施进行处理，会严重影响工程的整体质量。工程施工时，相关技术人员前期会对地质情况进行勘测，尽量避免在软土地基环境条件下进行施工作业，但是，如果受主客观因素影响而无法进行有效规避，只能在软土地基上施工，这就需要施工单位对其进行相关的处理，提升该地基的稳定性及承载能力，以保障后续施工的安全性。据调查，软土地基含水量较高，并具有一定的触变性，若受到外力的压载，会导致地基结构变形，出现不规则的沉降、断裂，若施工单位处理方式不恰当，会严重影响地基结构强度，给工程埋下安全隐患。

2 强夯法概述

2.1 强夯法的加固机理

强夯法在地基中的应用主要是在短时间内对地基施加强大的外力来形成冲击力，且该冲击力对地基土体进行压缩加固，使得地基土体的内部发生一定的物理变化的过程，简单来说，就是用强大的冲击力来改善土壤的结构，使土壤的结构和性能都得以加强的方法，运用强夯法不但会提升地基的稳定性，还能够加强抗震的能力，对于建筑来说不但能够提升抗压变行的能力，在一定程度上还能够提升使用的寿命。正是由于这些技术优势，使得强夯法在我国建筑工程地基建设中应用十分广泛（见图1）。

2.2 强夯法的主要特点以及优势

强夯法可以说是一种新型的施工技术，强夯法主要被用于地基的施工建设中，在地基的施工建设中对地基施工有着加固稳定的作用，所以在地基的建设施工中被广泛的应用。在地基建设施工中有着许多的施工技术，而强夯法能够被大范围的应用，与对于地基建设带来的优势有着密不可分的联系，对地基建设的主要优势有经济性能好、较好的加固作用和适用的范围广等。经济性能好主要表现在强夯法在地基施工应用时，一般对地基进行加固时，是不靠辅助材料进行的，在注浆和置换时用到的材料种类也较少，所以，在对地基进行加固、注浆和置换时能够节省材料，因此具有经济性能好的优势。加固效果明显主要表现在对地基施工中使用强夯法时，强夯法在运用时所形成的冲击力是较大的，而这种冲击力刚好可以对地基的土体进行有效的压缩，这样就提升了地基土体的压缩密度和干密度。其次，强夯法的运用可以提升地基土体的抗震性和提升地基土体的均匀性，因此，对地基有着较好的加固作用。适用范围广主要表现在强夯法的施工技术可以在多种不同类型的地基施工的使用，不但适用于强度较大的碎石土和砂石土的地基施工中，还可以使用在强度较弱的低饱和土和杂填土的地基中，因此具有适用范围广的特点。

图1 强夯法施工现场

3 强夯法施工

3.1 施工前期准备

为确保强夯施工质量，需在确定夯击参数并选取施工器械后再进行地基的强夯施工。选取夯击参数时，应确保所选参数能使各个夯击点具有与相关规范所要求标准相一致的夯实效果，例如：施工时应控制最后两次夯击施工时土壤的沉降量在5cm 以下，且周围土体应保持小于10cm 的起伏。起重机及夯锤是强夯施工主要的施工设备，应结合两者性能选择相匹配的装置型号。一般应保证起重装置具有15m以上的起重高度。在清理完施工现场之后再进行强夯施工。为便于后期对夯实效果的评定，在清理完土体之后还需检测其最佳含水率以及干密度指标。在施工前对土地进行2～3 遍的预压平整施工。

3.2 试夯环节

在运用强夯技术前期，相关技术人员需根据夯击的参数标准进行试夯作业，并选用与实际施工区域相符的地质条件，才能保证数据信息的准确性。在试夯过程中，需对每一次强夯的参数信息进行记录，若是实际夯击的质量不符合原定计划标准，需及时根据实际情况调整参数标准，直到强夯结果达到最优值，通过比对分析不同的参数信息，选择最佳的强夯方案。

3.3 平整作业和管线标记

若未对施工区域的地质情况进行研究分析就采用强夯技术，极易造成夯击位置地下管线结构变形，造成较大的经济损失。技术人员需提前对施工现场进行勘测，用推土机将施工区域的地面进行平整作业，同时根据地层下的管线分布制定合适的夯击方案，并标记管线的位置点，尽量避免在未知管线及建筑物上方进行夯击，以免出现变形问题，若无法避开地下管线，则应当确定好地面标高，采用其他夯实措施，例如换填法、深层水泥桩搅拌法等软土地基处理方式，提高地基的稳定性。

3.4 做好施工区域的垫层及降水处理

因强夯法不适用于水分较高的淤泥地质结构，若遇水位较高的地表层，需采用垫层法来保证夯击工作顺利开展。在对地表进行垫层作业时，尽量选择相对松散的土体，根据经验，垫层保持0.5m～2m 的厚度是最佳状态。如果水位较高影响了施工作业，技术人员需挖掘排水渠等排水系统进行人工降水，以保证该地质结构的强度能够支撑起重设备及机械设备的正常通行及施工。应当注意的是现场技术人员需加大地表水与地下水的距离，以免在夯击过程中导致坑底出现大量积水，影响施工效率及质量。

3.5 强夯施工

施工时应在地基表面设置排水孔，以便于施工时连通地基土体中的空气并将其排出。在本项目中设置的排气孔尺寸直径为250mm～300mm。采用分段式进行强夯施工，以两侧向中间的施工顺序进行施工，先处理较为深层的土体，再夯实中部以及表层土体。在夯实施工时以直线行走的方式控制起重机的运行，以确保在夯实施工后每层地面均能够得到整平。以夯击施工时土地的含水量或预计沉降量等指标确定夯击的次数。一般情况下，土体中细颗粒含量较大时，夯击施工时的沉降量与含水量成正比关系。

3.6 实时监测

在运用强夯技术施工时，需严格按照国家及行业规范施工工序流程开展，还应派遣专业人员在施工现场对夯击的整个流程进行监测。监管人员需注意以下事项：1）夯击前期应当根据施工区域的实际地质情况确定夯击次数及重量值，运用科学手段设置夯锤的落距，若夯锤落距与实际设计出入较大，会对单击的夯击能产生较大的影响。2）在以往对软土地基进行强夯作业时，经常出现夯点放线错误的现象，造成漏夯及重复夯击，因此在正式夯击前，现场施工人员应当对夯点位置进行复核，并对夯坑的位置进行全面检测，若发现夯点位置出现偏差或者夯间距较大，需及时测量调整。3）在标记夯击点时，应当严格按照原定设计方案操作，对每一个夯击点的夯击次数与夯沉量进行检查。4）因强夯施工技术相比其他技术手段具有一定的特殊性，在施工结束后无法发现参数的差异性，因此监督人员应当对施工工艺流程进行严格把控，并记录好每一环节的参数及施工情况，以便后期查验。

4 强夯法施工注意事项

各阶段施工需要有足够的静置时间，以避免下一阶段施工时，土体的超孔隙水压力尚未完全消散，使能量波受到干扰而影响能量波的传递深度。施工过程中超孔隙水压力消散的时间与未夯击前的渗透系数计算预估的时间有很大差别，主要是因为土壤在夯击后，产生极高的超孔隙水压力使土体发生局部液化的现象，渗透系数变大，并在土体内形成无数以夯击点为中心的辐射状裂缝的排水地径，由此两个现象的发生，使超孔隙水压力消散所需的时间大幅缩短。夯击施工中的各种夯击土层静置时间有所不同，饱和黏土需10d～20d，粉土质细砂约为3d～5d，但仍必须根据现场试验段试验时所进行孔隙水压力监测所测得的数据来推算最合理的静置时间。

5 结束语

强夯法作为当下较常用的软土地基处理方法，因对施工技术要求不高，且适用于多种地质条件，其大范围的运用是未来工程施工技术发展的趋势。在实际施工过程中运用该技术时，相关技术人员应当严格按照施工标准规范每一个环节的操作行为，以保证整体施工质量水平。