浅析强夯法在地基加固中的应用技术

浅析强夯法在地基加固中的应用技术

孙旭

中国二十二冶集团有限公司

摘要：近年来，强夯法在地基处理中的应用愈来愈广泛，同时，强夯的理论与实验研究逐步开展，但由于土体参数的复杂性，强夯加固地基的应用仍处于高度经验和定性的水平，加固质量及加固效果的检测也尚需深入探讨。因此，开展对强夯方法的分析和对加固质量的研究，对提高强夯的应用水平有着重要的理论和实际意义。从目前来看，由于地基自身强度和负荷能力不负荷建设施工要求，而不得不对地基进行加固处理。地基的加固方法有很多种，强夯法是较为常见的一种地基加固技术。本文作者主要分析了在地基的加固过程中，采用强夯法的施工技术应用问题，以供参考。

关键词：地基加固；强夯法；应用分析

强夯法又叫动力固结法，是用起重机械将质量8—30t的重锤（最重可达200t）起吊到8—20m的高度（最高为40m）自由落下，给地基以强大的冲击能量，在土中产生冲击波和冲击应力，迫使土体孔隙压缩。土体在压缩过程中局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，将气体和孔隙水排出，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，降低其压缩性将地基加固，从而提高地基承载力。这是一种施工简单、费用低廉而效果显著的深层地基处理方法，得到广泛的应用。

从施工角度来讲，建设工程的地基主要可以分为两大类，即天然地基与人工地基。一般天然地基属于地基土层性能较强，能够直接满足建设需求的地基；而人工地基则是指由于原有地基土层太过软弱，不能满足建设工程的基础需求，必须要进行加固处理的地基。目前常用的地基加固处理技术原理无外乎三种情况：其一是改良地基的土质；其二是将软土层置换掉；其三则是指对土层进行补强处理。而强夯法的技术原理则是属于第三种，是一种利用重物从高处自由落下产生的动力势能来对地基的土层做补强处理，通过冲击力与振动的作用，使得软弱土层密实度增大，从而实现地基加固的目的[1]。

一、地基加固强夯法的应用特点

在实际的建设工程实践中，对于地基的加固处理方法大都会采用强夯法，这是因为强夯法具备着一些其他加固技术不具备的优越性特点，主要体现在以下几点：

1.1加固效果较好

利用强夯法对地基加固后的地基都能够很好的满足建设技术要求。地基的负荷能力大大提高，地基土层的密实度增大，孔隙比减小。同时有效的防治了地基的不均匀沉降和膨胀性，避免出现振动液化现象。且加固的有效深度较大，最多可达54米左右。

1.2适用范围广

强夯法在地基加固处理工程中的应用范围较为广泛，在各类土层中都能够达到较好的加固效果，如各种砂性土、黄土、粉土、人工回填土以及一些大块碎石、垃圾填筑土等等，甚至能够与一定的技术结合来对软土地基进行加固处理。另外，就工程应用范围来讲，应用同样非常广泛，在多个建设领域都能使用强夯法进行地基加固[2]。

1.3施工简便，节省材料

采用强夯法进行地基加固，不需要太多复杂的施工机械，一般只需要一个履带式起重机即可。且这种地基加固方法不用另外使用其他材料，而只需在原材料的基础上进行即可，不但能够很好的保证工程施工进度，且工程造价较低，施工方便快捷，实用性较强。

二、建筑工程地基加固处理中强夯法的应用分析

由于强夯法所具备的种种优点，使得其在建筑工程土方施工中具有着广泛的应用。通常在碎石、砂土或填杂土等土质的地基加固处理都会采用强夯法施工。但在实际的应用中，要注意加强地质勘查，对地基土层的成分进行全面详细了解，包括土层的颗粒组成、孔隙比、液性指数、塑性指数、湿陷系、饱和度以及渗透系数等等多方面的参数进行测定。而对于一些含有垃圾或废料的杂填土，还要对其进行查验，包括杂填土的成分、杂物的分布特点、深度、有机物质含量以及是否具有侵蚀性等问题。只有全面了解地基土的特点，才能在此基础上制定最佳的地基加固方案，确定强夯法的相关技术参数[3]。

在实际的应用中，强夯法的地基加固施工流程主要如下所示：①清理并平整施工场地；②标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；③起重机就位，使夯锤对准夯点位置；④测量夯前锤顶高程；⑤将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；⑥按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；重复步骤3）至6），完成第一遍全部夯点的夯击；⑦用推土机将夯坑填平，并测量场地高程：⑧在规定的时间间隔后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。

三、地基加固措施强夯法的工作机理

强夯法是在极短的时间内对地基土体施加一种巨大的冲击能量，加荷历时约几十毫秒，对含水量较大的土层，加荷时间约100毫秒左右。这种突然释放的巨大能量，将转化为各种波型传到地下。首先到达某指定范围的波是压缩波，它使土体受压或受拉，能引起瞬时的孔隙水汇集，因而使地基土的抗剪强度大为降低，据理论计算这种波以振动能量的7%传播出去，紧随压缩波之后的是剪切波，以振动能量26%传播出去，剪切波会导致土体结构的破坏。土体在这些波的综合作用下，土体颗粒重新排列相互靠拢，排出孔隙中的气体，使土体挤密压实，强度提高。

因此地基土经强夯法加固后，其强度提高过程大致可分为四个阶段：夯击能量转化，同时伴随强制压缩或振密（表现为土体中水及气体排出，孔隙水压力上升）；土体液化或土体结构破坏（表现为土体强度降低或抗剪强度丧失）；排水固结压密（表现为渗透性能改变，土体裂隙发展，土体强度提高）；触变恢复并伴随固结压密（包括部分自由水又变成薄膜水，土的强度继续提高）[4]。

四、强夯法施工的质量控制措施

为了能够确保强夯法的地基加固工程施工质量，在进行施工时需要注意严格按照技术要求措施进行施工作业。在实际施工前要先做好地质勘测工作，并进行试点试验来确定最佳的施工技术参数。然后再对施工场地进行平整，挖好相应的排水沟，标好夯点的位置，然后才能进行第一遍夯击。在夯击过程中需要确保夯锤落在夯点的上，且不得倾斜，要及时对夯击后出现的斜坑整平。若在夯击时由于地下水位较高而使得场地内有积水，就应当做好场内积水排除措施。

五、结束语

总而言之，在地基加固措施强夯法的应用中，只有严格按照施工技术要求进行作业，才能够充分发挥强夯法的施工技术优势，达到良好的地基加固效果，保证建设工程的基础稳定与安全。需要注意的是，因为强夯法是靠振动来完成土层的加固，因此可能会产生较大的振动，对周边建筑或设施造成影响，为了保证施工的顺利进行和文明施工，必要时应当采取防振措施。

参考文献：

[1]杨峰.抛石挤淤强夯法在海涂地区地基加固工程中的应用[J].科技创新导报,2019,16(29):48-49+51.

[2]汤晟,孙永尧,艾生军.强夯法在顺北五号联地基加固中的应用及效果评价[J].油气田地面工程,2021,40(08):86-90.

[3]黄保锐.强夯法在工业厂房地基加固处理中的应用分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2020,20(01):58-60.

[4]杨安林,白文胜,曾祥勇,朱爱军,李珂.组合锤强夯法在山区回填土地基加固中的应用[J].工程建设,2019,51(09):52-55.