论强夯施工技术在工程中的应用

赵冰

化学工业第一勘察设计院有限公司，河北 沧州 061000

摘要：强夯施工是一种基础加固法，把夯锤举得很高，让它自由落体，给基础提供冲击力和振动能，从而把基础土体压实。在短期之内，对地基的承载力进行了有效的提高，为施工提供了一种密实均匀的地基，并可有效地改变地基土的孔隙分布。根据目前强夯施工的实际情况，在各个项目的施工过程中，都取得了很好的效果。与其他施工方法相比，这种施工方法在成本、效果和工期上都有很大的优势。基于此，本文对强夯施工技术在工程中的应用进行探讨与分析。

关键词：强夯施工技术；工程；应用

强夯施工技术主要指的是对基础进行夯实处理，利用抬高夯锤再下落方式以及重力作用，来达到对基础进行有效处理的目的，将基础进行夯实压紧，降低土层的压缩系数。强夯施工技术的施工适用范围广泛，可以满足普通土料地基的施工需求，尤其是在软土地基处理中，强夯施工技术的应用既简便又快速，在不影响周围居民工作生活的情况下，还可以节省成本，缩短工期。

一、强夯施工技术的概述

强夯施工技术是法国在20世纪60年代发明的一种强夯施工方法，主要是利用一台巨大的吊车，将特定重量的重锤，从一定的高度自由落下，产生巨大的冲击力，从而达到强夯的目的，确保地基具有较高的承载力，同时也能达到一定的压缩模量，使土壤颗粒更加致密，形成一种均匀、高密度的基础[1]。强夯施工技术又称动力固结法，是将重力势能直接转换为动能的各种波形，使地基土体在外力作用下重新排布，通过变形处理，迅速形成稳定的结构形态，符合地基加固的标准。我国于20世记70年将其引入并开始使用，并被大量地应用到工业场所、建筑工程、高速公路、铁路等项目中[2]。强夯施工技术具有操作简单、应用范围较广和施工周期较短的优点，还能够降低项目成本，满足工程技术标准。

二、强夯施工技术施工的优缺点

强夯施工技术是采用大型起重机械，将夯锤提升至某一高度后，采用自动脱离装置，使夯锤从起重机械上脱离，在自重的作用下，以自由落体方式，与地面接触，产生夯击能量，从而打破土的原有结构，使其发生冲切，土体内部结构发生重组，极大提高了地基的承载力，其优点与不足：第一，机械简单，施工费用低廉。强夯施工技术的主要机械构成包括履带式吊装设备、自动脱钩设备、夯锤等，在处理过程中不需要对特定的基础进行深开挖、回填。在清除了表土层后，可以直接进行夯击，施工技术较为简单，与换填垫层法相比，造价可以减少60%左右；第二，应用广泛，处理效果明显。针对湿陷性黄土，杂填土，碎石土等特殊地基，宜采用强夯施工技术。强夯法加固深度为6-8米，可产生1000-8500kN·m的夯击力，比冲击碾压强度高3-4倍，且加固效果明显；第三，在控制总工期的前提下，提高了施工效率。在多种特殊地基处理方法中，强夯法是最有效的一种，其效果可达25000m2/月-30000m2/月；第四，对周围建筑有很强的扰动。强夯技术中，一次夯击所能形成的冲击波作用半径可达80米，比冲击碾压要大2倍，在特殊地基中，如果周围有建筑，需要在其周围布置减震沟，以减小其对结构的损伤[3]。

三、强夯施工技术在工程中的应用流程

（一）施工技术准备

在进行强夯加固前，需对该区域进行详细的地质调查，并结合工程方案确定其加固部位。在决定了强夯位置之后，要与强夯施工技术的施工要领和地质勘探报告相结合，制定出一套施工技术方案，经过设计单位、业主单位、施工单位、监理单位和专家论证的审核会签后，确保施工方案的可行性。然后，组织专门的人员，对工地进行清扫，确保工地达到“三通一平”，并根据工程的需要，将透水性材料送到工地[4]。

（二）垫层铺填

在施夯时，应先找出施工场地的基础中点，并作显著标志，再找出夯击区的有效范围，在此范围之内，从远处到近边依次进行夯击。在各层强夯置换时，首先用夯锤将远离中心点的部位打实，然后逐步向中心点的部位打实，这样可以获得良好的夯实效果[5]。在施夯时，必须测定夯锤与夯点之间的距离，以及夯锤的预提升高度，并据此估算夯锤的重量，并依据预评估结果选取适当的夯锤，以防止夯锤过重造成资源的浪费，或夯锤过轻造成夯土的质量无法达到要求。在用强夯对单点进行反复夯击之后，要移动起重机，对下一点进行夯击密实。每次吊装都要正确处理好吊钩和夯锤的连接方式，如有需要，可利用龙门吊车帮助夯锤进行转动。当吊车移至下一处夯实地点继续夯击时，应利用夯锤对该地点重复强夯，直至达到夯实要求，方可安排吊车撤出。然后，利用旋转机械对夯实区进行填充，测定填充深度，保证填充符合规范要求。在此基础上，应不断监测施夯点的沉降，使沉降不能超过设计规范，以免影响以后的工程质量。在对地基密实度有高要求的施工地区，在进行了一次单点夯击之后，就必须进行一次满夯，来达到夯实的目的，使地基的稳固性和密实度得到最大程度的提高[6]。全夯结束后，不允许在工作面上有任何的回弹和松散现象，一旦发现要及时进行返工。在每一遍夯击完成后，应该设定一定的时间间隔，主要目的是为了消除土体内的超静孔隙水压力，在这个时候完成夯坑补平。

（三）夯区整平

对夯击点构成的区域，在单点夯打完或全夯后，必须将夯坑填平。整平工作主要由推土机和平地机等机械设备完成。在使用这些设备对夯区进行整平时，要对设备进行预先划线，按照夯击区的面积来确定设备的整平顺序。首先，根据设计方案，组织施工机械对路面进行多次碾压，然后用水平仪对路面平整效果进行随机检验，直至平整后的路面平整符合设计规范[6]。其次，在进行单点夯击及全夯后，应将场地进行整平，如有需要，可重新测定标高，将标高控制在规范规定的范围内，并在反复夯击前，使地面保持水平，以确保最后的夯击效果。为了减少强夯施工时对地基的压抬作用，通常采用2-3次交替排列，每次排列成正方形或排间格排列，直至满夯。由于满夯的主要目的是提高表层土的密实程度，针对大面积复合基础的受力特点，经过2~3次置换后，填夯方式宜改为“梅花型”或“正方形”。夯击部位的距离应按要求的承载力及原始土体的剪切强度来决定，适当地取小间距。

四、强夯施工技术在工程中的质量控制要点

（一）检查填料质量

在采用强夯施工技术处理地基时，往往忽视了对填筑材料的检验和控制。填料与基础土体直接相互作用，可有效填补土体间的空隙，对基体的迅速稳定起到关键作用。在选用填料时，应注意三点：第一，不能与基础土壤发生化学作用，特别是不能出现凝块现象；第二，填充物应具备一定的渗透性，在雨水等逐层渗入地基时，填充物不能阻挡，以防止雨水在填充物上积聚，造成地基的局部稳定能降低，给以后的工作埋下隐患；第三，填土应具备一定的承载力，以免工程建成后，由于填土无法承载其自身庞大的重量造成坍塌，从而对整体基础工程的建设造成不利影响[7]。回填前，应根据上述三项标准，对回填材料质量进行检验。首先，要核对产品的出厂合格证，并与产品出厂合格证上的校准参数值相比较，以确认产品的质量符合性能要求；其次，要确定填充物的粒径，用具备过滤作用的特殊筛网将填充物进行筛分，计算出可以通过筛孔填充物质量，确保符合某一种粒径的填充物在所用填充物中占到合适的比重，从而达到填充物与基础土壤的有效结合。最后，试验填充物的构造强度，用一定量的强力夯锤砸填充物，并观测其受撞击后的变形情况。

（二）做好技术记录

在运用强夯施工技术处理地基时，要对整个处理过程进行记录，一方面要保留好施工证据，为后续的检查验收等工作提供各种证据；另一方面，对同类工程建设也有一定的参考价值。除对工程项目的一般技术记录外，对基础的处理，应着重记录下列两项内容。第一，每次夯击的锤重、夯击后的鼓起量、夯击量，并对所记录的数据进行及时核对，使鼓起量、夯击量逐步趋近于0，即表明夯击达到了期望的效果；第二，如有需要，应测定和记录孔隙水压力，使填充物和基础土更好地结合。为此，必须在实测孔压变化的基础上，选择合适的填充量，以达到分散降雨聚集效应的目的，以确保工程质量[8]。

（三）安全施工控制

第一，提升吊运装备应选择具有良好稳定性的履带式吊运机械，并可在吊运臂两边加装活动门架，以增强安全性能。在起重吊装设备起吊夯锤的时候，应该是缓慢、匀速的起吊。在提升的过程中，不能左右摇摆，在将夯锤吊装到一定的高度之后，所有的人员都要撤出到安全的距离。在夯锤下落的过程中，也不能让任何人接近；第二，当周围有建筑物、居民区或高压电塔时，技术主管必须对其进行分析，以确定是否会对周围现有建筑物造成影响。强夯工作中，夯锤在一瞬间就会与地面发生碰撞，会产生很大的冲击力，如果地面上有石头，就会引起石头飞射而伤人，为了防止石头飞射而伤人，必须在夯击限界周围设置安全屏障；第三，在进行强夯工作之前，要对操作者和指挥员进行安全教育和训练，统一指挥命令。在夯锤吊装后，指挥员要注意周围人有没有离开安全区，指挥员要用通信装置给操作者下达命令，操作者接受命令后才能开始工作；第四，如果工程进度很紧，必须两个强夯器一起工作，那么两个强夯器之间的距离要超过5米，并且要调节好落下的时间，每一次落下都要相隔10-30秒；第五，在进行强夯施工过程中，要加强对操作监督，严格遵守施工管理制度和进度计划，进行有秩序的施工操作。基础的夯击频率、夯击节奏、夯击范围都要参考规范，不能任意改变[9]。

结束语：

综上所述，强夯施工技术作为一种常用的地基处理方法，夯击效果显著，操作较为简单，所需机械设备数量少，可有效地降低施工费用，具有很好的推广价值。我国已将强夯施工技术运用于工程地基处理，并已开展了大量的工作，通过这些工作，既保证了施工的质量，又减少了因基础不牢固而引起的施工安全问题。在今后的研究中，应对施工技术进行优化整合，进而达到节约成本、提高强夯施工技术使用效率的目的。

参考文献：

[1]王习渊,白立辉,曹铖,等.湿陷性黄土条件下的强夯法地基处理施工技术[J].工程建设与设计,2022(14):131-133.

[2]马钰.强夯施工技术在市政道路路基填筑中的应用——以杭甬复线威海互通连接线一期工程项目为例[J].工程技术研究,2022,7(14):59-61.

[3]周石馨.强夯法施工技术在市政道路软土路基处理中的运用分析[J].科技创新与应用,2021,11(20):179-181.

[4]许宏丽.强夯法处理湿陷性黄土地基施工技术要点分析[J].四川建材,2022,48(1):81-82.

[5]陶余德.强夯法施工技术在市政道路软土路基处理中的应用[J].智能城市,2020,6(8):235-236.

[6]刘佳明.高填方路基施工强夯法关键施工技术探讨[J].广东水利电力职业技术学院学报,2020,18(1):31-34.

[7]余肖锋.建筑工程强夯地基施工技术要点及质量提升探析[J].居业,2020(5):79-80.

[8]杨利萍,贺志贞.强夯法施工技术在非饱和土地基处理中的应用[J].黑龙江水利科技,2020,48(7):173-175,203.

[9]王成.探析强夯法施工技术在道路软土路基处理中的应用[J].建材与装饰,2020(22):281-282.