《强夯施工工法》.docx

强夯法处理地基工程施工工法中铁十九局集团第五工程有限公司路桥二公司 任泽华 王茂盛一、前言强夯法是20 世纪 60 年代末、70 年代初首先在法国发展起来的，国外称之为动力固结法，以区别静 力固结法这一般是将10—401的重锤以10—40m的落距，对了基土施加强大的冲击能，在地基土中形 成冲击波和动应力，使地基土压实和振密，以加固地基土，达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗 液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性的目的强夯法以其适应性强、效果好、造价低、工期短等优点， 成为我国地基处理的一项重要技术二、工法特点1 、质量可靠，造价低，进度快，节约三材，经济效益显著等特点2、 强夯法加固地基，能代替某些桩基础而节省钢材、木材和水泥，而且速度快、效果好、投资少， 是一种经济、简便的地基加固方法3、 该法所用设备简单，质量控制方便，适用范围广泛4、 强夯法一般采用重力为80kN（81）以上重锤，起吊到6m以上高度，垂锤呈自由落下，对土体进 行强力夯实它是一种既能提高地基强度，降低其压缩性，又能改善其抵抗地震液化的强力和消除土的 湿陷性的地基加固方法三、适用范围1、 强夯法加固地基，适用范围广泛，可用于湿陷性黄土、碎石土、砂土、一般粘性土、软土以及 工业或生活垃圾等各种填土地基。

对于非饱和土地基，强夯加固效果显著，在呈流塑状的淤泥中抛填碎 石、（钢渣、矿渣）进行强夯挤淤也能取得较好的效果2、 处理深度一般不超过15m3、 地下水位距地表面2〜3m为宜4、 夯击对象最好为粗颗粒土组成5、 施工现场距原有建筑物应有足够的安全距离，一般宜大于10m6、 对于饱和软土，地表面应铺一层较厚的砾石、砂士等填料四、工艺原理强夯法是应用功能转换的原理达到加固地基的目的具体地说，它是利用起重设备将几十吨（一般 8—401）重锤，从几十米（一般6—40m）高处自由落下，给土以强烈的冲击和振动地基土在强大的冲击 能的作用下，土体强制压缩或振密；土体局部液化，夯点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水 逸出，经时效压密，使土体重新固结，从而提高了土的承载力，降低其压缩性应用强夯法加固地基虽已经历了几十年，实践证明是一种较好的地基处理方法，但是还没有一套成 熟的理论和完整的设计计算方法根据国内外近十年来的研究成果，土的强夯作用机理一般可归结为：非饱和类土：以直观的加密使土体强度增加为主，如黄土和一般的粘性土，最典型的是湿陷性黄土， 通过夯击使土颗粒重新排列成致密结构体，消除其湿陷性粉土和粉细砂类土：夯击作用使土体加密和预液化，从而提高地基土的承载力和抗液化能力。

饱和土：强夯使空隙水压力瞬时升高，随着水压力的消散，土中自由水和部分弱结合水排出，土体 变得紧密，随着时间的延续，触变后的土体结构得以恢复，使地基土得到加固，对于饱和淤泥质土和粘 性土，可通过加填料（石块、钢渣等）夯击，增加土体骨架和排水通道，这一措施无疑扩展了强夯处理地 基土的适用范围五、施工工艺流程及操作要点（一）施工工艺 根据工程地质勘察报告与建筑物的设计要求，施工前应对地基加固方案进行初步设计，包括加固的 工艺与主要的技术参数，并进行试夯，检验与修正技术参数，方可正式施工1、工艺 强夯法夯击过程为先对有一定间距的单点（主夯点）进行夯击，后对整个场地挨点满夯2、参数（1）强夯加固地基的有效（影响）深度H=（Mh/10）-2M 锤重（t）；h 落距（锤底至起夯面距离） （m）2） 强夯能级（指单点夯击）E=W・h （kN・m）W——锤重（kN）；h——落距（m）3） 单点锤击数对单个夯点，一次连续夯击次数击数控制标准如下：① 夯坑标高控制：打到要求标高或夯坑达到某一深度，以至不好继续操作（粘锤、埋锤），此击数时 形成的标高② 贯入度控制：夯到最后一击，或最后三击的平均贯入度，小于或等于一定数值时的击数。

a. 较硬土、湿陷性黄土、砂性土 3—5cmb. 软弱土 5—10cmc. 对于饱和软粘土，淤泥质土以及大能级强夯而相应的锤底面积小的情况下，贯入度达20—30cm③ 地面发生较大隆起（一般不超过30cm）或夯坑内出现溢水等情况时，需停止夯击4） 满夯的锤击数对每个夯点连续夯击数一般为3—5击5） 夯击遍数 以一定的连续击数，对整个场地的一批点，完成一个夯击过程叫一遍，单点的夯击遍数加满夯的夯击遍数，为整个场地的夯击遍数① 单点的夯击遍数： 除坚硬土和粒料土外，一般都有孔隙水压力的消散和土体恢复问题这两个因素是控制强夯遍数的主要因素，一般含水量大的遍数较多对在夯击过程中有填料要求的饱和软土的遍数也较多夯坑过深， 需在坑内填满料，再在原点夯击，这种情况也增加了遍数② 满夯的夯击遍数，一般为一至二遍二）施工方法及操作要点1、场地整平及标高要求（1） 为便于机械行走和施工，强夯场地整平应大于强夯布点范围，以夯点外边缘向外扩3—5m或以 外排基础边扩8—10m，如在挖填方地带施夯，需考虑放坡2） 强夯场地的标高，以所夯建筑物的基础底标高，加预留夯沉深度来定夯沉深度与地质情况， 能级等有关此值可经过试夯确定。

2、夯点布置 按处理面积均匀布点时，以最外围基础中心线或外边线算起，增加一排夯点 按基础位置相应布点时，同上或按基础持力层厚度一半扩出布点形式和间距依地质情况、能级和夯锤面积等定为更好的达到设计要求，多数情况需试夯确定1) 单点间距一般为1.5D—2.5D(D为锤底直径)，呈正方形、梅花形和等边三角形布置2) 满夯为挨点错位相切3、试夯根据设计指标和地质报告，参照有效影响深度公式、结合实际经验，首先确定试夯能级，然后选择 不同的锤底面积、布点间距、施工顺序、夯击遍数、单点夯击数等夯后经过测试，得出满足设计要求 的最佳数据，确定施工工艺和参数有条件时，对含水量较大的地基土为能提供各遍准确的间隔时间， 最好做孔隙水压力消散试验试夯场地可选在本工程场地内或附近，有经验时也可在工程开始部分安排试夯4、施工程序施工程序如图1：六、劳动组织(1) 起重工：1000—2000kN・m配4人；3000—4000kN・m 配 5—6 人；5000kN・m以上配6—7人；填料工若干人(指需填料强夯)2) 起重机车司机： 2 人3) 推土机司机： 1 —2 人4) 机修工： 3 人5) 测量工： 1—2人6) 其它管理人员和工人依工程情况可作必要的调整。

七、材料与设备(1) 起重设备：为强夯的主要机械，一般额定起重能力为夯锤重量的1.5—3 倍，我国大都用履带 式吊车改装根据工程所采用的夯锤和起重高度来选用起重机的型号可单机作业，也可主、副机(移 锤) 联合作业2) 门架：由横梁和二个支腿组成，支腿的结构形式有格构式或管式门架上部横梁中心绞接于吊 杆顶部3) 脱钩装置：由带拉杆的吊钩和滑轮组成，配上牵引钢丝绳，当夯锤起到规定高度时能自动脱钩 落锤4) 夯锤：夯锤的选择系根据土质条件、设计要求和强夯能级决定夯锤重一般为80—400kN设数 个上下贯通的通气孔夯锤的材质为铸钢、铸铁或钢壳包混凝土几种其锤底形状多为圆形，锤底面又 有平底、锅底、球形等，地面投影面积一般为 4—8m25) 推土机：是强夯必不可少的辅助机械，作为场地整平压实之用八、质量控制1、 强夯中需要测定的数据(1) 夯前的场地标高，各遍夯后整平标高2) 各遍夯点最后三击的夯沉量，计算出夯坑的总下沉深度，各遍在整个夯区内均匀的选一定数量 的点测每一击的下沉量，作为与试夯比较和检测参考、满夯只在开始时，以贯入度控制，得出锤击数， 以后以此数为准施打，不再作测量3) 强夯中若发现地面变化较大时，需作隆降观测。

4) 强夯形成的夯抗直径，主要在试夯时测定，作为计算土体压缩及填料量的参考5) 对有填料要求的强夯，需记录各夯坑的填料数量2、 施工要求(1) 施工前必须用仪器，准确放出夯点中心位置，并划出圆圈，施夯时对点要准2) 必须按规定的起锤高度、锤击数和控制指标施工，不得随意改变3) 施工中如发现偏锤，应重新对点4) 施工中如发现歪锤时，需用填料(或土)将坑底垫平，才能继续施夯5) 如遇夯锤的通气孔堵塞，应立即开通6) 表层土过干(尤其是满夯)应采取增加含水量的措施7) 雨期施工，要防止雨水浸泡现场，夯坑内有积水应及时排出后方可施工8) 强夯中的满夯是重要的一环，必须精心施工，否则表层质量不好，将造成建筑物沉降过大和发 生不均匀沉降冬期施工时，不宜进行满夯严格按照设计布置的夯点放线、夯击；按照试夯所确定夯击击数、间隔时间、夯击遍数、锤重、落 距等参数施工如采用方形锤应有人工导向 在满夯时应随时调整吊车位置，以防止出现以吊车为中心的扇形面，影响夯击效果3、 加固效果检验(1) 强夯法处理地基后，由检测得出夯后地基土的各项物理力学指标其指标主要是地基土的承载 力，对饱和粘土还要提出压缩模量对湿陷性黄土，要测出消除湿陷的深度，对于液化地基土应测出消 除液化的深度。

2) 检测点布置在夯点上和夯间：强夯过的场地较均匀，可取少量点检测为检测结果更可靠，在 夯打过程中发现的较软弱区域可多布点3) 夯后开始检测的时间，根据土质情况决定砂质土可在竣工后一周左右或立即检测含水量在 塑限左右的粘性土，可在2—4周或稍长一些时间检测，饱和粘土要视孔隙水消散时间而定，淤泥质土 要视孔隙水消散时间及土体恢复而定后两种土开始检测时间一般较长4) 强夯测试手段有静载荷试验、动力触探、标准贯入、静力触探、旁压、土工试验等可选一种 或数种方法检测含水量低的地基土、饱和砂类土、可选标贯湿陷性黄土用静探与探井取样做土工试验两手段结合 夯后场地一般不做载荷浸水试验饱和粘土、淤泥质土应以标贯为主，配合静探分析(单独使用静探则结果偏低）、碎石类土用重（2）测试九、安全措施1、强夯施工的夯锤系自动脱钩，现场施工必须高度集中，统一指挥，不得有任何混乱现象，整个 现场应由起重指挥员全面负责2、吊车司机、推土机司机都要集中精力听从起重指挥员的号令，不得盲动，夯锤起吊后，禁止任 何人从吊杆下方通过3、吊车司机应严格遵守安全操作规程4、夯锤升起如超过脱钩高度仍不能自动脱钩时，起重指挥员应立即发出停车信号，并将夯锤落下 找出原因，进行处理。

5、夯击前应注意周围高压线对吊车及缆绳的影响，对临近的建（构）筑物、厂区竖向工程地下管 沟或管线、电杆等亦应保持一定距离，并会同设计部门进行调查，共同确定强夯加固范围6、在吊车操作室挡风玻璃前，应增设一面铅丝防护网7、由于强夯机组高大，稳定性较差，因此对施工场地要求较严，不得软硬不匀，不得有虚填坑洞 和浅层墓坑8、强夯时有土块石子等飞出，现场人员必须戴安全帽吊车上应安装防护网，非施工人员不得进 入现场9、应随时注意检查机具的工作状态，经常维修和保养，发现不安全之处应及时处理十、环保措施1、夯击场地应视情况适当洒水，以防石、水四溅，尘土飞扬2、对临近有精密电子设备的建筑物，应采取隔振措施，以消除振动带来的危害一、效益分析对各种不同类型地基的地质条件，强夯所产生的效果不同，但总的特点是节约三材，缩短工期，效 果明显，造价低强夯比碎石桩、混凝土灌注桩、预制桩、换土、灰土桩、砂桩等可节约投资30%左右 由于施工进度快、早日投产所产生的社会经济效益就。