建筑软土地基的强夯法加固技术分析

建筑软土地基的强夯法加固技术分析

沈冠1钟培军2

1、身份证号码：33068219831225xxxx；2、身份证号码：33068219860904xxxx

摘要：在地基工程施工中，当承载力和变形不能满足设计要求时，就需要对天然的不良地基进行处理或加固。为此，深入对地基加固技术进行理论和实践研究，总结并归纳出经济可行的复合地基加固方法，为工程建设提供一定的理论和实践基础，具有很大的学术意义。

关键词：建筑工程；软土地基；强夯加固技术

一、软土地基的特质

工程地基分为硬土及软土地基，而软粘土性质的地基，主要是指淤泥或类似淤泥特性的土壤、高压缩性土层，在此类型土壤上夯实地基，是让人比较棘手的工程。而软土地基具备的主要特性有以下几点：

1.1孔隙比和天然含水量大

在最常见的软土地基中，一般为淤泥或者淤泥质土这两者。而软土的天然孔隙比一般在e＝1～2之间，天然含水量w＝50%～70%，在一般情况下，天然含水量往往高于其流动状态，超过了其极限就会促使土壤流动。

1.2高强度压缩性能

对于软土地基的土壤压缩系数，规定要大于0.5MPa，因为淤泥质地的压缩能力较弱，凝固性差，在此类地质状况的土壤上建造工程，势必要求压缩性能要高标准、高强度才能保证地基的稳定性，否则就会造成较大的沉降，最终影响建筑物的整体质量。

1.3透水性能薄弱

含水量丰富是软土的最大特点，但是软土的透水性不强，在堤防工程软土地基中，往往在软土受到建筑工程的承载作用力之后，软土自身出现比较高的孔隙水压力，在一定程度上就影响了地基的稳固。

1.4抗剪强度低

在工程建筑中，软土在建筑物作用下，会带来一定的承载压力，由于软土本身的含水量大，为了能够更好地提高软土地基的强度，就需要进行适量的排水，提高荷载能力。

二、强夯法应用范围

强夯法由法国梅那技术公司首创至今已经过40几年的发展，它已广泛应用于一般工、民用建筑，公共设施（加油站、油罐），道路交通设施（码头、铁路）地基处理中，主要适用于加固从砾石到黏性土的各类地基土，包括碎石土、砂土、低饱和度的粉土、黏性土、杂填土、素填土、湿陷性黄土等各类地基。实践表明，对于上述土类为主体的大面积的地基处理，强夯法往往被作为优先、有时甚至是唯一的处理方法予以考虑，且都具有良好的技术经济效果。1991年强夯法被纳入国家行业《建筑地基处理技术规范》，从而使强夯法的设计和施工有章可循，为强夯法的推广应用提供了技术保证，促进了强夯技术的发展，并且已经成为我国最为常用和最经济的地基处理方法之一。

鉴于强夯法的技术优点，为了让强夯法能运用到各种地基土中，特别是加固饱和细粒土能取得满意的加固效果，在实践中根据地基土性质不同又发展了一些复合式强夯技术，大体可归为两类：一类是以改变土体的降排水条件而仅设置竖向排水体（如砂井、塑料排水板、袋装砂井等）以增加地下水排水通道的强夯技术，或者是改变土的排水条件并以改进施工工艺参数为前提的强夯技术；第二类是以改变土的物理化学成分为手段的强夯法在地基加固中的应用技术，最普遍的是强夯置换。在很多工程实践中，会采用联合加固的方法，即同时采用具有提高排水条件和改变土体物理化学成分的方法，如碎石桩加动力固结法、堆载预压与动力固结法等。

三、强夯法加固软土地基存在的问题

经过长期发展和诸多学者对工程实践的分析和总结，强夯法对低饱和度土体的处理技术与研究已逐渐完善。对于饱和度较高的软土地基，其强夯理论研究相对落后，多以工程实践经验为依据。在实际施工中，也多以地方施工经验为主。总的来说，强夯法加固软土地基仍处于高度经验阶段。在实际应用中，强夯法处理软土地基主要存在以下几个问题：

3.1在实际设计强夯方案时更多是依据场地的勘察报告所提供的场地工程地质条件，而忽略地基土各项参数指标的相互关系变化特征，因此，在强夯法领域仍没有一套完善的分析土体各力学指标的方法。

3.2夯后测试手段仍以原位测试与常规室内土工试验为主，现如今学者对强夯加固效果仅限于对加固前后地基土各指标的对比，而变化机理和内在联系研究相对较少。

3.3对于最佳夯击能的选择，在实际工程中，由于土质的复杂性，没有一个适合的计算公式，必须经过现场试夯，以一些参数的变化作为选择的依据。

四、建筑工程软土地基的强夯法加固处理措施

在建筑工程施工中，如果软土地基中的含水量比较小，我们可以考虑使用强夯法施工技术对软土地基进行处理。一般来说，强夯法就是使用起吊机把重锤调到高处，然后再让重锤落下对建筑地基进行反复夯实的一种方法。在软土地基处理方面，这种施工技术能够有效降低软土地基的压缩性，提高地基的承载性能，从而使软土地基满足房筑施工需要。

4.1强夯施工工艺

（1）施工场地整平、测场地标高→（2）放出夯点位置→（3）强夯机就位，使夯锤中心对准夯点位置→（4）测量夯前锤顶高程→（5）将夯锤起吊到预定的高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程（发现锤底倾斜时、夯沉量较大，及时回填开山料）→（6）重复步骤5试夯取得的夯击次数和设计停夯标准，完成一个点的夯击→（7）移至下一点，完成点夯夯击→（8）夯坑用开山石料回填、推平→（9）普夯→（10）场地整平。

4.2施工要点

根据设计图纸用经纬仪和钢卷尺在现场布设夯点，夯点按设计布置，并用白灰标出夯印，及时请监理工程师验收。

（1）夯机就位、测量夯锤落距

夯机进场后对夯锤重量进行测定，依据夯锤重量确定夯锤落距，通过脱钩器和夯机底盘将落距锁定，确保每击均能达到设计标准，同时测量就位后的锤顶面标高。

（2）点夯施工

将夯锤起吊至预定高度后自动脱钩，夯锤夯击地面，测量夯锤顶面标高，减去夯锤就位时的顶面标高就是第一击的夯沉量，并将每个夯沉量记在施工记录上，当最后两击的平均夯沉量不大于10cm的控制标准后，停止夯击。每个夯点达到停夯标准后，将夯机移至下一个夯点，移位时应先将夯锤起吊一定高度，使锤底与夯坑底面脱离，但不能离开夯坑，主机后退一定距离，再起吊夯锤，借惯性使锤移动到下一夯点，此时应立即脱钩，随即调整主机位置，使主机的吊杆、龙门架、夯锤保持最合理的受力结构状态，再起吊夯锤，进行夯点施工。

（3）夯坑回填

一遍点夯完成后，根据现场情况进行行坑推平，使用推土机原地推平，并将场地整平至满足设备行走要求。

（4）普夯

普夯采用起重力25t的夯机，夯击能为800KN•m-1000KN•m，每点两击，锤印搭接1/4。普夯完成、使用推土机进行场地整平，平整度在300mm以内。

结束语

近几年，在对地基的处理中，强夯法越来越多的受到人们的重视。，在利用强夯法加固软土地基施工过程中应注重理论联系实际，结合施工现场实际地形地质情况，依据试验数据，确定科学合理的施工方案，并加强过程控制，用试验数据和施工经验来指导施工。

参考文献：

[1]李万有，强夯法加固回填土地基的应力检测及效果分析.林业科技情报，2010（02）.

[2]刘云生，强夯加固法在大型H型钢厂原料场地基土处理中的应用.莱钢科技，2005（04）.

[3]张立恩.软土地基处理技术在房屋建筑工程中的应用[J].科技创新导报，2010（6）.