强夯法施工在深填方地基处理中的应用

潘 雪

（广州市番禺区地方公路管理总站，广东 广州 511400）

强夯法施工在深填方地基处理中的应用

潘 雪

（广州市番禺区地方公路管理总站，广东 广州 511400）

文章主要介绍强夯法施工在深填方地基处理中的应用，并对强夯法施工代替以往分层碾压施工带来的优势和经济效益进行分析。

强夯法施工机理；强夯法施工工艺流程；地基处理；应用

强夯法施工常用于建设工程的软弱地基处理，震动和噪音污染大，而市政工程多分布在市区，人口密集、建筑物、构筑物、地下管线众多等特点，因此强夯在市政工程施工中的大范围应用并不多见。我单位施工的某市奥体中心周边配套市政工程中的一部分。主要工程特点是：大面积高填方，建筑垃圾、杂填土、湖底亚粘土等组成的混合填料，粒径不能满足分层填筑和碾压填料粒径要求。分层填筑厚度不易控制、碾压困难等。

1 强夯法施工机理

强夯法即强力夯实法，又称动力固结法，是利用大型履带式起重机将8～40 t的重锤从6～40 m高度自由落下，对土体进行强力夯实。强夯法加固地基的机理就是在极短的时间内对地基土体施加一巨大的冲击能量（一般而言此冲击能量不小于80 t·m）。强夯加固的对象是土体，土体本身的特征是决定强夯加固质量的重要因素。

2 强夯法施工工艺流程

施工方案初步论证→根据经验值估算施工参数→确定夯机、夯锤的型号和规格→夯机进场、安装、调试→试夯→计算施工参数→测量、放出夯点点位→测量夯锤顶标高→吊锤夯击→测每→击夯沉量→贯入度满足要求→移机至下→点夯击→完成区域夯点施工→推平夯坑→最后低锤满夯→试验检测。

3 强夯法施工的应用

3.1 施工参数

目前的研究水平对于强夯还没有成熟的理论依据和设计方案，只能根据强夯地基处理的经验值估算强夯填筑施工的各种参数，然后进行试夯，确定强夯工艺的适用性和处理效果，对各种估算的参数进行修正，为大面积施工提供切实可用的参数。

（1）夯机、夯锤的技术参数。强夯夯锤底面积的大小，一是与起重机本身的能力有关，底面积过大，受设备拨杆起吊角度的限制；二是与待加固地基土体类型有关。根据传统经验对于砂质土和碎石填土等粗粒采用小底面积2～4 m2夯锤，对于粘性土采用3～4 m的夯锤，对于淤泥质土采用4～6 m2的大底面积夯锤。究其原因，认为对于淤泥土，若采用小面积夯锤会发生入土过深从而吸锤，造成起锤困难，而在粗粒土中则影响不大。本工程中依据土质为杂填土确定夯锤锤底面积采用 4m2经现场实践能达到相应效果。事实上，夯锤底面积的大小直接决定着夯锤着地时的动压力或称冲击压力，进而决定着强夯的加固深度。

（2）填筑厚度。待加固的土体，所受应力除本身自重应力以外。唯一的外应力便是夯锤的打击力。梅纳公式H＝式中H为加固影响深度（m）；W为夯锤重（t）；h为夯锤下落的高度（m）。而影响深度，概念较为广泛，土体的强度指标亦可提高，也可降低，只要土体的特征有所变化均可理解为受其影响。对工程而言，还必须满足设计要求的强度指标，否则谈不上加固。只有加固了的土体深度才可理解为加固深度。该路基填筑厚度5～11.5 m，设计密实度95%，为便于施工尽可能减少降水对施工的影响采用分层、分段填筑强夯，填筑厚度≥6 m，用100 t·m夯击能分2层或3层进行强夯。每层填筑厚度约为3.0～4 m，符合规范和经验值要求；填筑厚度≤6 m，用200 t·m夯击能按1层强夯。

（3）夯击能。强夯施工的夯击能量是根据要求加固的深度确定，一般能量在100～600 t·m，在试夯前根据规范和经验值进行预估，100 t·m的夯击能可以加固深度h＝4～5 m深的各类填料，200 t·m 的夯击能可以加固深度h＝6～7 m深的各类填料。

（4）夯点位布置。点夯击数一般是梅花布点。夯击次数和满夯遍数根据设计密实度要求、现场试夯和夯填土的性质确定。

（5）试夯。取8个夯点试夯，夯击能100 t·m四个点，夯击能 200 t·m四个点，都是在 6～8击后平均贯入度小于5era，强夯施工的主要技术控制。

（6）检验参数。控制最后两击的平均贯入度小于 5 cm，否则追加1～2击；夯坑周围地面不应发生过大的隆起。

3.2 施工方法

（1）为便于强夯，施工放线预先设置施工用测量坐标点和水准高程点。

（2）技术交底，施工前项目部技术负责人向各有关人员进行技术交底，其内容包括：施工参数、技术要求、质量标准、施工步骤方法、有关设计图纸、测量依据、施工规程、规范等。

（3）开夯前标定夯锤的重量，检查夯锤落距，以确保单击夯击能量符合要求。

通过社区居民参与特许经营、保护管理、就业培训和产业引导等制度，形成以国家森林公园自我保护为前提，以旅游服务带动社区共同发展，增强“反哺能力”（图 1）[3]。

（4）测量、布置夯点，4×4 m梅花布点，夯机、夯锤就位，相邻机组最小安全操作距离≥30 m。

（5）技术员指挥夯机启动，吊起夯锤达方案确定高度（h＝7 m），夯锤脱钩、夯击，因夯坑较深造成拔锤困难时，先进行试吊，待松动后，再正式起吊，防止夯机超负荷运转发生倾覆。

（6）再吊起夯锤达方案确定高度（h＝7 m），施夯发现夯锤歪斜，及时将坑底整平，随时检查每个夯点的夯击次数和每击的沉降量，发现偏差和漏夯及时纠正。

（7）点夯6次（击）后对比6击前、后的贯入度，若最后两击的平均贯入度小于 5 m，则夯点合格，可进行下一夯点的强夯，否则追加1～2击；夯机转移时起锤高度≤0.5 m，机组其他人员跟机观察地面情况，发现异常，立即停车处理。

（8）点夯完成后。交验施工记录，用推土机推平夯坑；低锤满夯，10 t夯锤，起吊高度变小（h＝5 m）。若8击后，最后两击贯入度参数仍不能满足要求，要重新试夯、重新确定施工参数。

3.3 夯后检测

承载力检验采用静载荷试验（弯沉试验），加固深度采用标准贯入试验。

4 强夯法施工相对分层碾压施工的优势和特点

4.1 适用于各类土层

4.2 效果显著

填土经强夯处理后，可明显提高土体承载力、增加干密度、预防不均匀沉降。增加场地均匀性，消除湿陷性、膨胀性，防止振动液化。

4.3 施工机具简单

强夯机具主要为履带式起重机。当起吊能力有限时，可辅以龙门架等设施。

4.4 施工快捷

只要工艺适合，特别是对粗颗粒非饱和土的强夯，周期更短。但为避免碾压施工质量隐患，在常规的分层碾压施工中摊铺厚度一直是个难以控制的施工环节，往往超出规范控制厚度造成质量隐患。强夯施工摊铺厚度增加，摊铺层数大量减少，摊铺厚度很容易控制，减少了质量隐患。

4.5 节约造价

（1）强夯填土，夯击能200 t·m，10夯点内7击，6.11元/m2，100 t·m低锤满拍7.25元/m2，推土机推平2.8/m2，每层厚度3.5 m，完成合格产品施工成本综合单价3.9/m2。

（2）压路机震动碾压填土，碾压4.02元/m3。推土机推平0.28元/m3，每层厚度0.3 m，完成合格产品施工成本综合单价4.95 元/m3。

（3）强夯填土比传统的碾压填土节约直接费用1.05元/m3。

5 强夯施工的缺陷及应对措施

5.1 周边环境制约大

强夯对地面的震动很大，对周边的建筑物、构筑物扰动大，容易形成安全隐患，《公路路基施工技术规范》规定“建筑物、构筑物与强夯现场安全距离为15 m”；另外，强夯很容易形成噪声污染。因此，在进行强夯施工前必须进行现场调研，确认进行强夯施工的周边环境。

5.2 天气因素影响大

强夯施工填料摊铺厚度较大（一般3 m以上），一旦出现雨雪天气，填料不易晾晒，从而导致含水量大而无法强夯；若正在点夯施工还容易造成点坑积水，影响强夯施工进度和质量。为此，施工组织时要尽可能避开当地雨季施工，在施工过程中密切关注天气变化，适当安排施工进度，尽可能减少雨雪天气对强夯施工的影响和干扰。

6 结束语

该工程已通过验收交工，并经过了一个雨季，整个填筑场地的整体稳定性、刚度、强度满足设计要求。因此，市政工程在大面积高填方、混合填料、分层碾压厚度不易控制的情况下采用强夯法进行填筑施工，能保证施工质量，缩短工期，节约投资。

The Dynamic Compaction Method Construction’s Application in Deep Embankment Treatment

Pan Xue

This paper mainly describes the dynamic compaction method construction’s application in deep embankment treatment, and analyzes the advantages and economic benefits of dynamic compaction method construction replacing the previous hierarchical consolidating and rolling construction.

mechanism; dynamic consolidation construction process; foundation treatment; application

TU472.3

A

1000－8136（2011）03－0053－02