关键词：强夯法；加固地基；建筑施工；应用分析
前言
强夯施工方法具有施工机具简单,施工方便,加固地基效果显著,适用范围广泛,能缩短工期和降低工程造价等优点。强夯法在开始时仅用于加固砂性土和碎石土地基,经过几十年的应用与发展,通过改进施工方法和改善地基土的排水条件,强夯法逐渐适用于加固从砾石到粘性土的各类地基。在我国强夯法用来加固碎石土、砂土、粘性土、杂填土及湿陷性黄土等地基土。
一、关于强夯法的加固机理
1.强夯法在实践中虽已被证实是一种较好的地基处理方法,但到目前还没有一套成熟和完善的理论和设计计算方法,许多参数的确定只参考经验或半经验公式。实践表明,在夯击过程中,由于巨大的夯击能和冲击波,土体中因含有许多可压缩的微气泡而立即产生几十厘米的沉降；土体局部产生液化后,结构破坏,强度下降到最小值；随后在夯击点周围出现径向裂缝,成为加速孔隙水压力消散的主要通道；粘性土具有的触变性,使降低了的强度得到恢复和增强。这就是强夯法加固的机理。在进行强夯时,气体体积压缩,孔隙水压力增大,然后气体有所膨胀,在孔隙水排出的同时,孔隙水压力减少。根据试验,每夯击一遍,气体体积可减少40%。土体的沉降量与夯击能成正比。
2.相应于孔隙水压力上升到与覆盖压力相等的能量级时,土体即产生液化,吸附水变成了自由水,此时土的强度下降到最小值,当所出现的超孔隙水压力大于颗粒间的侧向压力时,致使颗粒间出现裂隙,形成排水通道,土的渗透系数骤增,孔隙水得以顺利排出。当孔隙水压力消散到小于土颗粒间的侧向压力后,裂隙自行闭合,土中水的运动又恢复常态。有规则的网格布置夯点,由于积聚的夯击能量,在夯坑四周会形成有规则的垂直裂缝；而不规则的和絮乱的夯击,将破坏这些排水通道的连续性。随着孔隙水压力的消散,由于土颗粒间紧密接触以及吸附水层逐渐固定,土的抗剪强度和变形模量就有较大幅度的增长。在触变恢复期间,土体的变形(沉降)却是很小的。
二、强夯法加固地基在建筑施工应用
1.试夯。在进行强夯法施工前，应当按照初步确认的强夯参数，并在现场具有代表性的区域进行试夯，通过测试来与夯前的测试数据对比，以检验强夯的效果，从而最后确定施工采用的各类强夯参数。如果不符合设计的要求，则应当调整设计参数。而且在进行试夯之时，也可通过设计参数不同的方案来进行比较，从而择优选取。
2.场地平整。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先预估强夯后有可能造成的地面变形，并且以此来确定夯前的地面标高，然后采用推土机平整场地，同时，应仔细查明强夯场地的范围之内的各种地下管线和地下构筑物的标高及位置等，尽量避免在其上方进行强夯的施工，否则就应按照强夯法的影响深度来估计可能造成的危害，并在必要时采取措施，从而避免强夯施工时对其产生损坏。
3.垫层及降水。遇到地表层是细粒土同时地下水位较高的情况时，就需要在表层铺设0.5m-2m 厚的垫层，垫层材料采用松散性材料，或者采用人工进行地下水位的降低。这样的目的就是为了在地表产生硬层，从而能够用以支撑起重设备，以确保机械施工和通行，又可以增加地表面和地下水的距离，避免夯击时夯击效率降低或夯坑积水。
4.强夯夯击。采用强夯法施工的加固顺序应当先深后浅，就是先进行深层土加固，再进行中层土加固，最后进行表层土加固。按照这种强夯施工的顺序，在完成了最后一遍夯点的夯击后，用推土机填平夯坑。所以夯坑底面上部的填土会比较疏松，再加上强夯所产生的强振动，也会使周围已夯实的表土层产生一定程度的松动，因此，通常应在夯完最后一遍夯点之后，再采用低能量进行一遍满夯。而在夯后工程的质量检验之时，有时仍会发现厚度较大的表层土的密实程度会比下层土更差；表明满夯没能达到预期效果。这是由于目前大多数工程中的低能量满夯还是通过同一夯锤来进行低落距夯击，因为夯锤较重，同时表层土又无上覆压力因而侧向约束小，因此夯击时土体的侧向变形大。而对于砂土、碎石等粗颗
粒的松散体而言，侧向变形就会更大，从而更难以夯密。因为表层土是浅地基中主要的持力层，若处理不好，就会加强建筑物的不均匀沉降和整体沉降。所以必须对表层土的夯实进行高度重视。有条件时其满夯应采用小夯锤进行夯击，并适当提高满夯夯击的次数，以增强表层土夯实的效果。
5.监测。强夯施工不仅要严格遵循施工步骤来进行，而且还应设专人来负责施工中的监测等工作。首先，开夯前应当检查夯锤落距和锤重，以确保其单击的夯击能量满足设计要求。若夯锤使用太久，则会因底面的磨损而使其重量减少。而落距不能达到设计要求的，在施工当中也经常发生。这些均会影响单击的夯击能；其次，强夯施工过程中夯点放线错误的情况也常有发生。所以在每遍夯击之前，应对其夯点的放线进行一次复核，而夯完后也应检查夯坑的位置，发现漏夯或偏差应及时改正；再次，施工中应当按照设计要求来对每个夯点夯击的次数以及每击的夯沉量进行检查。最后，因为强夯施工所具有的特殊性，在施工中所选择的各类参数及其施工步骤是否满足设计要求，往往很难在施工结束后进行检查，因此要求在施工中对施工情况和各类参数进行详细的记录。
6.强夯振动。按照国内大量的工程实践，在强夯中造成的振动，对于一般建筑物而言，只要有10m-15m的间隔距离，通常都不会造成有害的影响。而对于振动有特殊的要求的建筑或者精密设备仪器等，当强夯的振动有可能会对其造成有害的影响时，应当采取隔振或防振措施。比如设置满足要求去的隔振沟等。
7.施工中的质量控制和检验。夯击前严格控制夯锤的质量及锤底面积；夯击前检测场地平整情况；夯击全过程均要有记录,并能按要求施工；每一遍夯击完成,应检测夯坑深度,夯点间距及处理宽度,合格后方可填平，控制间隔时间；满夯结束后检验夯实地面标高变化值；强夯结束后,根据现场实际情况及有效强夯深度,检测其密度,测定土的干密度。
三、强夯法施工注意事项
1.强夯夯锤的选择应综合考虑夯击能与起重机械的要求，施工时落锤保持平稳、夯位正确，避免夯锤起吊后产生旋转，落锤时防止锤底倾斜面和夯击点重合。 同时，注意吊车、夯锤附近人员的安全，为防止飞出伤人，应在10m以外并戴安全帽，严禁在吊臂前站立。
2.当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备等会产生有害的影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等隔振或防振措施。
3.为了使强夯后的地表达到设计基底标高，施工与竣工后的场地均应设置良好的排水系统，防止场地被雨水浸泡。当天完成的夯坑应及时回填，整平压实，如遇暴雨，夯坑积水，必须将水排除后，挖净坑底淤土，使其晾晒或填入干土后方可继续施工。
4.当原地面表层较湿或者含水量较大时，在夯击前应在该段铺垫碎石，然后进行夯击。夯击时如表土过干（尤其满夯时）应采取加水等措施，增加含水量。
5.风力达到6级以上时，不宜进行强夯作业； 强夯击时有土块、石子等飞击，现场人员必须佩戴安全帽；机械的检查保养与故障排除，应在停止作业后进行；测量锤顶标高时，应在机械放下吊钩后进行。
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[4]潘伟岸.浅析强夯法处理软土地基的方法[J].科技致富向导,2011(19).
论文作者:王丰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/30
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