強(qiáng)夯法處理地基工程施工工法強(qiáng)夯法又稱動(dòng)力固結(jié)法，是法國(guó)梅那爾公司于60年代后期創(chuàng)造的一種地基加固方法。它是在重錘夯實(shí)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的動(dòng)力加固地基的新方法。70年代后期傳入我國(guó)，經(jīng)過(guò)近20年在全國(guó)各地的推廣應(yīng)用，證明其加固效果十分顯著。xx省機(jī)械施工公司從80年代開始在xx化肥廠等工程中應(yīng)用，隨后又推廣到長(zhǎng)春、大連、重慶、武漢、上海、河南、深圳等地，強(qiáng)夯能級(jí)從1000kN·m發(fā)展到8000kN·m，處理過(guò)濕陷性黃土、雜填土、飽和粘性土等各類地基土數(shù)百萬(wàn)平方米，均取得了良好的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益，獲得了xx省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，為我國(guó)應(yīng)用強(qiáng)夯法加固工程地基做出了貢獻(xiàn)。強(qiáng)夯法以其質(zhì)量可靠，造價(jià)低，進(jìn)度快，節(jié)約三材，經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、公路與鐵路路基、機(jī)場(chǎng)道路及碼頭倉(cāng)庫(kù)等工程的地基加固，成為國(guó)內(nèi)處理地基的一種較好的實(shí)用方法。一、工藝原理強(qiáng)夯法是應(yīng)用功能轉(zhuǎn)換的原理達(dá)到加固地基的目的。具體地說(shuō)，它是利用起重設(shè)備將幾十噸(一般8—40t)重錘，從幾十米(一般6—40m)高處自由落下，給土以強(qiáng)烈的沖擊和振動(dòng)。地基土在強(qiáng)大的沖擊能的作用下，土體強(qiáng)制壓縮或振密；土體局部液化，夯點(diǎn)周圍產(chǎn)生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水逸出，經(jīng)時(shí)效壓密，使土體重新固結(jié)，從而提高了土的承載力，降低其壓縮性。應(yīng)用強(qiáng)夯法加固地基雖已經(jīng)歷了幾十年，實(shí)踐證明是一種較好的地基處理方法，但是還沒有一套成熟的理論和完整的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。根據(jù)國(guó)內(nèi)外近十年來(lái)的研究成果，土的強(qiáng)夯作用機(jī)理一般可歸結(jié)為：非飽和類土：以直觀的加密使土體強(qiáng)度增加為主，如黃土和一般的粘性土，最典型的是濕陷性黃土，通過(guò)夯擊使土顆粒重新排列成致密結(jié)構(gòu)體，消除其濕陷性。粉土和粉細(xì)砂類土：夯擊作用使土體加密和預(yù)液化，從而提高地基土的承載力和抗液化能力。飽和土：強(qiáng)夯使空隙水壓力瞬時(shí)升高，隨著水壓力的消散，土中自由水和部分弱結(jié)合水排出，土體變得緊密，隨著時(shí)間的延續(xù)，觸變后的土體結(jié)構(gòu)得以恢復(fù)，使地基土得到加固，對(duì)于飽和淤泥質(zhì)土和粘性土，可通過(guò)加填料(石塊、鋼渣等)夯擊，增加土體骨架和排水通道，這一措施無(wú)疑擴(kuò)展了強(qiáng)夯處理地基土的適用范圍。二、適用范圍目前，國(guó)內(nèi)外處理地基的手段很多，其中強(qiáng)夯的適用范圍最廣，適用的土質(zhì)有：各種高填土，如素填土、雜填土(建筑垃圾、工業(yè)廢料)、粘土、黃土、濕陷性黃土等；飽和砂土、粉土等可液化土，淤泥質(zhì)土，飽和粘性土等。對(duì)于后一類土在正式強(qiáng)夯前須先做試驗(yàn)，證明確有實(shí)效時(shí)也可采用。采用強(qiáng)夯處理地基，需要考慮其振動(dòng)對(duì)附近建筑物的影響，必要時(shí)應(yīng)采取隔振、防振措施，以及城市對(duì)噪音的控制問(wèn)題。三、工藝和參數(shù)根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告與建筑物的設(shè)計(jì)要求，施工前應(yīng)對(duì)地基加固方案進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，包括加固的工藝與主要的技術(shù)參數(shù)，并進(jìn)行試夯，檢驗(yàn)與修正技術(shù)參數(shù)，方可正式施工。(一)工藝強(qiáng)夯法夯擊過(guò)程為先對(duì)有一定間距的單點(diǎn)(主夯點(diǎn))進(jìn)行夯擊，后對(duì)整個(gè)場(chǎng)地挨點(diǎn)滿夯。(二)參數(shù)1.強(qiáng)夯加固地基的有效(影響)深度(缺公式)M——錘重(t)；h——落距(錘底至起夯面距離)(m)。2.強(qiáng)夯能級(jí)(指單點(diǎn)夯擊)E=W·h(kN·m)W——錘重(kN)；h——落距(m)。3.單點(diǎn)錘擊數(shù)對(duì)單個(gè)夯點(diǎn)，一次連續(xù)夯擊次數(shù)。擊數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)如下：(1)夯坑標(biāo)高控制：打到要求標(biāo)高或夯坑達(dá)到某一深度，以至不好繼續(xù)操作(粘錘、埋錘)，此擊數(shù)時(shí)形成的標(biāo)高。(2)貫入度控制：夯到最后一擊，或最后三擊的平均貫入度，小于或等于一定數(shù)值時(shí)的擊數(shù)。a.較硬土、濕陷性黃土、砂性土3—5cm。b.軟弱土5—10cm。c.對(duì)于飽和軟粘土，淤泥質(zhì)土以及大能級(jí)強(qiáng)夯而相應(yīng)的錘底面積小的情況下，貫入度達(dá)20—30cm。(3)地面發(fā)生較大隆起(一般不超過(guò)30cm)或夯坑內(nèi)出現(xiàn)溢水等情況時(shí)，需停止夯擊。4.滿夯的錘擊數(shù)對(duì)每個(gè)夯點(diǎn)連續(xù)夯擊數(shù)一般為3—5擊。5.夯擊遍數(shù)以一定的連續(xù)擊數(shù)，對(duì)整個(gè)場(chǎng)地的一批點(diǎn)，完成一個(gè)夯擊過(guò)程叫一遍，單點(diǎn)的夯擊遍數(shù)加滿夯的夯擊遍數(shù)，為整個(gè)場(chǎng)地的夯擊遍數(shù)。(1)單點(diǎn)的夯擊遍數(shù)：除堅(jiān)硬土和粒料土外，一般都有孔隙水壓力的消散和土體恢復(fù)問(wèn)題。這兩個(gè)因素是控制強(qiáng)夯遍數(shù)的主要因素，一般含水量大的遍數(shù)較多。對(duì)在夯擊過(guò)程中有填料要求的飽和軟土的遍數(shù)也較多。夯坑過(guò)深，需在坑內(nèi)填滿料，再在原點(diǎn)夯擊，這種情況也增加了遍數(shù)。(2)滿夯的夯擊遍數(shù)，一般為一至二遍。四、強(qiáng)夯施工(一)場(chǎng)地整平及標(biāo)高要求(1)為便于機(jī)械行走和施工，強(qiáng)夯場(chǎng)地整平應(yīng)大于強(qiáng)夯布點(diǎn)范圍，以夯點(diǎn)外邊緣向外擴(kuò)3—5m或以外排基礎(chǔ)邊擴(kuò)8—10m，(圖1)如在挖填方地帶施夯，需考慮放坡。圖1強(qiáng)夯場(chǎng)地整平及標(biāo)高要求(2)強(qiáng)夯場(chǎng)地的標(biāo)高，以所夯建筑物的基礎(chǔ)底標(biāo)高，加預(yù)留夯沉深度來(lái)定(圖1)。夯沉深度與地質(zhì)情況，能級(jí)等有關(guān)。此值可參照已完工程暫定，經(jīng)過(guò)試夯確定。(二)夯點(diǎn)布置按建筑面積均勻布點(diǎn)時(shí)，以最外圍基礎(chǔ)中心線或外邊線算起，增加一排夯點(diǎn)。按基礎(chǔ)位置相應(yīng)布點(diǎn)時(shí)，同上或按基礎(chǔ)持力層厚度一半擴(kuò)出。布點(diǎn)形式和間距依地質(zhì)情況、能級(jí)和夯錘面積等定。為更好的達(dá)到設(shè)計(jì)要求，多數(shù)情況需試夯確定。(1)單點(diǎn)間距一般為1.5D—2.5D(D為錘底直徑)，呈正方形、梅花形和等邊三角形布置(圖2)。(2)滿夯為挨點(diǎn)錯(cuò)位相切(圖2)。圖2夯點(diǎn)布置形式(三)試夯根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)和地質(zhì)報(bào)告，參照有效影響深度公式、結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，首先確定試夯能級(jí)，然后選擇不同的錘底面積、布點(diǎn)間距、施工順序、夯擊遍數(shù)、單點(diǎn)夯擊數(shù)等。夯后經(jīng)過(guò)測(cè)試，得出滿足設(shè)計(jì)要求的最佳數(shù)據(jù)，確定施工工藝和參數(shù)。有條件時(shí)，對(duì)含水量較大的地基土。為能提供各遍準(zhǔn)確的間隔時(shí)間，最好做孔隙水壓力消散試驗(yàn)。試夯場(chǎng)地可選在本工程場(chǎng)地內(nèi)或附近，有經(jīng)驗(yàn)時(shí)也可在工程開始部分安排試夯。(四)施工程序施工程序如下：五、施工機(jī)具(1)起重設(shè)備：為強(qiáng)夯的主要機(jī)械，一般額定起重能力為夯錘重量的1.5—3倍，我國(guó)大都用履帶式吊車改裝。根據(jù)工程所采用的夯錘和起重高度來(lái)選用起重機(jī)的型號(hào)?？蓡螜C(jī)作業(yè)，也可主、副機(jī)(移錘)聯(lián)合作業(yè)。(2)門架：由橫梁和二個(gè)支腿組成，支腿的結(jié)構(gòu)形式有格構(gòu)式或管式。門架上部橫梁中心絞接于吊桿頂部。(3)脫鉤裝置：由帶拉桿的吊鉤和滑輪組成，配上牽引鋼絲繩，當(dāng)夯錘起到規(guī)定高度時(shí)能自動(dòng)脫鉤落錘。(4)夯錘：夯錘的選擇系根據(jù)土質(zhì)條件、設(shè)計(jì)要求和強(qiáng)夯能級(jí)決定。夯錘重一般為80—400kN。設(shè)數(shù)個(gè)上下貫通的通氣孔。夯錘的材質(zhì)為鑄鋼、鑄鐵或鋼殼包混凝土幾種。其錘底形狀多為圓形，錘底面又有平底、鍋底、球形等，地面投影面積一般為4—8m2。(5)推土機(jī)：是強(qiáng)夯必不可少的輔助機(jī)械，作為場(chǎng)地整平壓實(shí)之用。六、勞動(dòng)組織(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(指需填料強(qiáng)夯)。(2)起重機(jī)車司機(jī)：2人。(3)推土機(jī)司機(jī)：1—2人。(4)機(jī)修工：3人。(5)測(cè)量工：1—2人。(6)其它管理人員和工人依工程情況可作必要的調(diào)整。七、質(zhì)量保證措施(一)強(qiáng)夯中需要測(cè)定的數(shù)據(jù)(1)夯前的場(chǎng)地標(biāo)高，各遍夯后整平標(biāo)高。(2)各遍夯點(diǎn)最后三擊的夯沉量，計(jì)算出夯坑的總下沉深度，各遍在整個(gè)夯區(qū)內(nèi)均勻的選一定數(shù)量的點(diǎn)測(cè)每一擊的下沉量，作為與試夯比較和檢測(cè)參考、滿夯只在開始時(shí)，以貫入度控制，得出錘擊數(shù)，以后以此數(shù)為準(zhǔn)施打，不再作測(cè)量。(3)強(qiáng)夯中若發(fā)現(xiàn)地面變化較大時(shí)，需作隆降觀測(cè)。(4)強(qiáng)夯形成的夯抗直徑，主要在試夯時(shí)測(cè)定，作為計(jì)算土體壓縮及填料量的參考。(5)對(duì)有填料要求的強(qiáng)夯，需記錄各夯坑的填料數(shù)量。(二)施工要求(1)施工前必須用儀器，準(zhǔn)確放出夯點(diǎn)中心位置，并劃出圓圈，施夯時(shí)對(duì)點(diǎn)要準(zhǔn)。(2)必須按規(guī)定的起錘高度、錘擊數(shù)和控制指標(biāo)施工，不得隨意改變。(3)施工中如發(fā)現(xiàn)偏錘，應(yīng)重新對(duì)點(diǎn)。(4)施工中如發(fā)現(xiàn)歪錘時(shí)，需用填料(或土)將坑底墊平，才能繼續(xù)施夯。(5)如遇夯錘的通氣孔堵塞，應(yīng)立即開通。(6)表層土過(guò)干(尤其是滿夯)應(yīng)采取增加含水量的措施。(7)雨期施工，要防止雨水浸泡現(xiàn)場(chǎng)，夯坑內(nèi)有積水應(yīng)及時(shí)排出后方可施工。(8)強(qiáng)夯中的滿夯是重要的一環(huán)，必須精心施工，否則表層質(zhì)量不好，將造成建筑物沉降過(guò)大和發(fā)生不均勻沉降。冬期施工時(shí)，不宜進(jìn)行滿夯。八、交工驗(yàn)收施工完畢，建設(shè)單位以施工現(xiàn)場(chǎng)交工資料和檢測(cè)試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行驗(yàn)收。交工資料包括：竣工圖、施工記錄、各種觀測(cè)數(shù)據(jù)、各階段標(biāo)高數(shù)值。九、安全措施(1)由于強(qiáng)夯機(jī)組高大，穩(wěn)定性較差，因此對(duì)施工場(chǎng)地要求較嚴(yán)，不得軟硬不勻，不得有虛填坑洞和淺層墓坑。(2)強(qiáng)夯時(shí)有土塊石子等飛出，現(xiàn)場(chǎng)人員必須戴安全帽。吊車上應(yīng)安裝防護(hù)網(wǎng)，非施工人員不得進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。(3)應(yīng)隨時(shí)注意檢查機(jī)具的工作狀態(tài)，經(jīng)常維修和保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)不安全之處應(yīng)及時(shí)處理。(4)在強(qiáng)夯施工區(qū)附近有建筑物時(shí)，應(yīng)經(jīng)常觀察振動(dòng)的影響，對(duì)較近的建筑物應(yīng)挖防震溝，其深度應(yīng)超過(guò)該建筑物的基礎(chǔ)深度。(5)強(qiáng)夯機(jī)械使用交流電源時(shí)，應(yīng)特別注意各用電設(shè)施的接地防護(hù)裝置，施工現(xiàn)場(chǎng)附近有高壓線路通過(guò)時(shí)，必須根據(jù)機(jī)具的高度、線路的電壓，詳細(xì)測(cè)定其安全距離，防止高壓放電，發(fā)生觸電事故。十、加固效果檢驗(yàn)(1)強(qiáng)夯法處理地基后，由檢測(cè)得出夯后地基土的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)。其指標(biāo)主要是地基土的承載力，對(duì)飽和粘土還要提出壓縮模量。對(duì)濕陷性黃土，要測(cè)出消除濕陷的深度，對(duì)于液化地基土應(yīng)測(cè)出消除液化的深度。(2)檢測(cè)點(diǎn)布置在夯點(diǎn)上和夯間：強(qiáng)夯過(guò)的場(chǎng)地較均勻，可取少量點(diǎn)檢測(cè)。為檢測(cè)結(jié)果更可靠，在夯打過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的較軟弱區(qū)域可多布點(diǎn)。(3)夯后開始始檢測(cè)的時(shí)時(shí)間，根據(jù)據(jù)土質(zhì)情況況決定。砂砂質(zhì)土可在在竣工后一一周左右或或立即檢測(cè)測(cè)。含水量量在塑限左左右的粘性性土，可在在2—4周或稍長(zhǎng)長(zhǎng)一些時(shí)間間檢測(cè)，飽飽和粘土要要視孔隙水水消散時(shí)間間而定，淤淤泥質(zhì)土要要視孔隙水水消散時(shí)間間及土體恢恢復(fù)而定。后后兩種土開開始檢測(cè)時(shí)時(shí)間一般較較長(zhǎng)。(4)強(qiáng)夯測(cè)試試手段有靜靜載荷試驗(yàn)驗(yàn)、動(dòng)力觸觸探、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)貫入、靜靜力觸探、旁旁壓、土工工試驗(yàn)等。可可選一種或或數(shù)種方法法檢測(cè)。含水量低的地基基土、飽和和砂類土、可可選標(biāo)貫。濕濕陷性黃土土用靜探與與探井取樣樣做土工試試驗(yàn)兩手段段結(jié)合。夯夯后場(chǎng)地一一般不做載載荷浸水試試驗(yàn)。飽和和粘土、淤淤泥質(zhì)土應(yīng)應(yīng)以標(biāo)貫為為主，配合合靜探分析析(單獨(dú)使用用靜探則結(jié)結(jié)果偏低)、碎石類類土用重(2)測(cè)試。對(duì)對(duì)各類地基基土均可用用靜載荷試試驗(yàn)，但費(fèi)費(fèi)用高，一一般場(chǎng)地不不宜采用。十一、經(jīng)濟(jì)效果果分析對(duì)各種不同類型型地基的地地質(zhì)條件，強(qiáng)強(qiáng)夯所產(chǎn)生生的效果不不同，但總總的特點(diǎn)是是節(jié)約三材材，縮短工工期，效果果明顯，造造價(jià)低。強(qiáng)強(qiáng)夯比碎石石樁、混凝凝土灌注樁樁、預(yù)制樁樁、換土、灰灰土樁、砂砂樁等可節(jié)節(jié)約投資30%左右。由由于施工進(jìn)進(jìn)度快、早早日投產(chǎn)所所產(chǎn)生的社社會(huì)經(jīng)濟(jì)效效益就更大大了。下面列舉三個(gè)工工程的經(jīng)濟(jì)濟(jì)效果：(1)河南孟縣縣電廠處理理濕陷性黃黃土，原設(shè)設(shè)計(jì)為擠密密碎石樁，需需費(fèi)用55萬(wàn)元。改改為30000KN·mm強(qiáng)夯后費(fèi)費(fèi)用僅用35.4萬(wàn)元，降降低造價(jià)約約1/4。工期提提前兩個(gè)多多月，按一一個(gè)月計(jì)算算，發(fā)電帶帶來(lái)的直接接效益約60萬(wàn)元。(2)吉林長(zhǎng)山山熱電廠第第五期擴(kuò)建建工程主廠廠房濕陷性