强夯法在建筑工程地基处理中的应用

时间：2024-08-31

田刚

山西机械化建设集团有限公司（030009）

强夯法因具有工艺简单、易于作业、较强的实用性等特点，在建筑工程施工中被广泛应用。在强夯法作业下，基础地基的强度可达到成倍提升的效果。因而对建筑工程地基处理中应用的强夯法进行研究，具有极大的应用价值与现实意义。

1 强夯法概述

强夯法又称动力压实法，即利用起重机将重量为8～40 t 重的夯锤，起吊至高空，并反复实施自由落体动作，使夯锤及在下落过程中所产生的重力对建筑工程地基形成振动力与冲击力，降低地基土体压缩性。这种加固方法可通过对土壤液化条件的不断改变，逐步减少土体的湿陷性，提升土层均匀性，尽量消除不均匀沉降，实现地基强度的不断提升。

强夯法是由传统的夯实作业演变，经过与现代工艺技术结合，被应用于建筑工程中的一种较为成熟的施工作业技术形式。在传统作业形式下，强夯法多在粗粒土和低饱和度细粒土中应用，后经技术开发，逐步被应用于多种土体中[1]。如人工填土、低饱和度粉土、各类砂性土等。对加固较为困难的大块碎石或杂填土具有较高的加固作用与效果。强夯法具有对土体适应性强，应用广泛、加固效果明显、操作简易、节约资源以及施工周期偏较短等特点。

2 强夯法在地基处理中的应用方式

2.1 施工准备

应用强夯法进行建筑工程地基处理，是对地基土体进行反复夯实与挤密的过程。在施工前，应优先对工程施工现场情况作初步的踏勘，以便了解和掌握施工现场的地形、水文地质条件等，如土体含水率等。在踏勘完成后，需进一步对地基施工范围内的土体进行含水率的普查，以此为夯击次数和夯锤所选重量进行初步的数据设定[2]。在此基础上，对施工现场周边环境、地貌以及各类影响因素等进行了解，并进行施工方案的编制。然后，针对施工现场的实际情况，对施工人员进行必要的岗前培训与安全质量教育。技术人员要为施工人员做好强夯作业的技术交底工作，使施工人员对现场情况及强夯作业有更为深入的了解和掌握，为强夯施工作业质量的有效提升奠定坚实的基础。

2.2 现场勘查

待施工人员与机械设备入场后，需要先对施工现场作进一步的实地勘察。如采用钻探及原位探测等方式，分析出建筑工程地基位置土体的填土性质与成分数据，便于后续强夯施工质量的提升和夯实方案的科学构建。同时，通过对现场勘查，也能够为施工团队的试夯作业提供数据支持。

2.3 试夯作业

为确保建筑工程地基处理的完善性，提升夯实作业水平，需在施工现场进行实地勘察后，在回填区实施试夯操作，以此获取更为精确的夯实数据，如夯实作业所需击能大小、夯击时起吊高度与距离等。需对试夯作业结果进行分析，以此来确定实际夯实作业中数据的精确性，确保强夯施工技术的效果，满足建筑工程地基的承载力。待试夯作业完成后，除检测施工效果外，还应对强夯工艺的施工情况加以检查，测量出试夯作业的夯实量、夯实次数、夯击深度以及所形成的有效击能等，并将其与承载力和压实度等数据进行比较，以此判断出试夯作业能否达到设定标准的要求。如实施试夯作业未能达到设定标准，应要求设计单位依照检测数据结果，查找失败原因，设计调整方案，进行二次试夯准备[3]。

2.4 夯实操作

在夯击作业前，需要应用试夯过程中所得出的检测数据，对夯实效果作出判断。如若土层＞4 m，则夯实效果不佳。因此，需以两次夯实作业完成强夯施工。一般情况下，首次夯实作业所需的击能要高于二次夯实作业击能数值。在采用三角定位法来进行夯实点设定后，实施首次夯实作业。此次夯实作业不仅要做到夯实间距的规范化设定，还要为二次夯实作业提供数据，确保二次夯实作业后，建筑工程地基土体的挤密性与均匀性良好。

3 强夯法在地基处理中的应用要点

3.1 强夯、夯实次数与击能控制

在强夯作业中，无论是夯实次数或基土夯击击能等，均需要做到严格的管控，这也是确保强夯效果的重要内容。首先，施工人员依照前期试夯结果，结合夯击作业设计情况、现场实际情况与土层地质特征等因素，确定实际的强夯次数。通常情况下，强夯次数会设定为3 次，在结合现场实际情况与土层地质特征后，施工人员再对实际强夯次数进行调整。

对于施工地基的土层结构，施工人员也应进行细致的考量。针对土层结构的不同，所设定的强夯次数也存在着明显的差异[4]。如施工现场基土土层多为粗土颗粒，则应酌情进行强夯次数的削减。若施工现场基土土层多为细土颗粒，则应相应增加强夯次数。在夯实次数方面，并非以量取胜，而是要针对建筑工程地基处理中强夯法的施工规范和实际工程情况加以分析及确定。通常情况下，一些建筑工程地基处理多以夯实3 次为宜，单次夯实击数以7 下为适中，且夯击次数也应符合平均夯沉量标准。

对夯实击能的控制方面，单次夯击击能＜4 000 kn/m2，夯沉量＜50 mm，如果将单次夯击击能提升至4 000～6 000 kn/m2区间内，则夯沉量则应＜100 mm。若单次夯击击能＞6 000 kn/m2时，则夯沉量应≤200 mm。在此过程中，唯有确保夯击次数与夯击击能的稳定性，才能确保强夯质量得以提升[5]。

3.2 夯实作业间隔时间与夯实点控制

依照建筑工程地基处理中强夯法的施工要求设定夯实作业间隔时间，能够对强夯效果起到决定性作用。因而，在实施强夯作业时，需要对两次强夯作业之间的时间间隔加以控制。若在实际施工中，施工人员实施夯实操作时应确保两次夯实作业的时间间隔达到相对合理的标准。此时，基土土层的含水量便会降低，利于土层挤密性的提升。通常情况下，施工人员可依照土层空隙水分所需的消散周期及基土土层的渗透性能等因素，进行夯实作业时间间隔的设定。如基土土层未具备较好的渗透性效果，则需将夯实作业时间间隔设定在15～28 d[6]。对于具有较好渗透性的基土土层而言，也可依照施工需要，对其进行连续性夯击作业。

夯击点的布设应具备科学性与合理性，以此确保前期的夯实准备工作及夯实机械设备的功效得到充分发挥。若未能做好夯实点的有效布设与控制，不仅会使夯实机械设备的耗损加重，还将严重影响到夯实技术的有效应用。依照实际建筑工程地基处理中的经验，通常实施首遍夯实作业时，夯击点间距可设定为夯锤直径的2.5～3.5 倍。二次夯击作业时，夯击点应处于首遍夯击点之间，以此类推。确保每遍夯击作业时较之上一遍夯击点的间距呈现缩减趋势。对建筑工程中地基处理难度较大或较深的地基情况，则应在首遍夯击点间距设定时，适当增加点距，多以5～10 m 为宜。若施工作业的基土为砂土或回填土，则首遍夯击点间距设定可适当增大，且后续单次夯击作业的点距设定可与首遍一致或相应缩减。

3.3 强夯整体质量控制

施工前期对施工现场进行平整与清理，并在完成现场勘查后，对土体的含水量进行精确的测量。若施工现场地下水位偏高，较易出现底部积水现象，进而对夯实作业产生影响。对此，应通过抽取等方式，促使施工现场地下水位得以降低。在实施强夯作业时，需依照设计要求进行分段式作业。即以由边缘至中部的顺序进行施工作业。待单遍夯击完成后，用推土机进行施工区域的场地平整操作，并通过放线对后续夯击作业夯点的位置加以确定。在基土含水量控制方面，可针对回填土的含水量确定出最优的含水量范围。若回填土的实际含水量低于最优含水量标准，则可通过洒水或钻孔灌水的方式，增加回填土的含水量。若在雨天进行强夯施工作业，则应在施工现场周边设置排水沟或截洪沟，以避免雨水的大量流入。