李丽华

摘要：随着我国经济建设的高速发展，开发利用地质条件差的土地可有效地使用我国有限的土地。强夯法作为地基处理的一种方法，加固效果顯著，已广泛应用于民用建筑、基础设施等工程的地基处理中。本文根据相关文献和规范，分析强夯法的加固机理，研究强夯法在实际工程中的设计计算方法，详细分析有效加固深度、夯击能、夯击次数、夯击遍数、时间间隔、夯点布置、处理范围等设计参数，并对实际工程中常见的问题提出处理方法，为实际工程中强夯法的运用提供参考和指导。

Abstract： With the rapid development of economic construction， the exploitation and utilization of land with poor geological conditions can effectively use the limited land in China. As a method of foundation treatment， the reinforcement effect of Dynamic Compaction Method is remarkable. Dynamic Compaction Method has been widely used in the foundation treatment of civil buildings， infrastructure and other projects. Based on relevant literature and specifications， this paper analyzes the reinforcement mechanism of Dynamic Compaction Method， studies the design and calculation method of Dynamic Compaction Method in practical engineering， analyzes in detail the design parameters of effective reinforcement depth， tamping energy， tamping times， tamping times， time interval， tamping point arrangement， processing range， and puts forward solutions to common problems in practical engineering， provides reference and guidance for the application of Dynamic Compaction Method in practical engineering.

关键词：建筑工程;强夯法;地基处理

Key words： architectural engineering;Dynamic Compaction Method;foundation treatment

中图分类号：TU47                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）12-0134-03

0  引言

近年来，我国经济建设高速发展，而我国人口众多，人均耕地面积少，如何有效使用土地成为一项难题[1]。随着各地公路、铁路、机场、港口码头的修筑、工业区的建造和商品房的开发，我国可使用的土地资源越来越少。因此，利用地质条件差的土地并对其采取的加固措施显得尤为重要[2]。

强夯法作为地基处理的一种方法，加固地基的效果明显[3]，可以提高土层的压缩模量和地基承载力，减小地基的不均匀沉降[4]，并且消除特殊土地基的湿陷性以及膨胀性，防止砂性土地基发生振动液化，极大地改善了地基的地质条件，使地基经过强夯处理后可直接投入使用[5]。同时，强夯法主要运用推土机和起重机直接对地基进行处理，无需添加其他建筑材料，具有施工设备简单，建筑用料节约，处理成本低，工期短等优点[6]，并可广泛应用于建筑工程地基处理中[7]。

本文根据相关文献和规范[8]，分析强夯法的加固机理，研究强夯法在工程中的设计计算方法，详细分析设计参数，并对实际工程中常见的问题提出处理方法，为实际工程中强夯法的运用提供参考和指导。

1  强夯法加固机理分析

强夯法亦称动力压实法或动力固结法，是利用起吊设备，反复将10至40吨的夯锤起吊到10至40m后自由落下，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层，使地基强度得到提高，压缩性降低，从而使地基性能得到改善[9]。强夯法主要用于处理土质为碎石土、杂填土、砂类土、非饱和粘性土等建筑工程地基中[10]。

强夯法加固地基的原理复杂，主要利用自由下落的夯锤对地基产生冲击，冲击引起的振动在土体中以体波和面波的形式向地下传播，使位于夯锤两侧的地基表层土发生松动，形成松动区，在夯锤下方和侧方一定范围内的地基土层振动密实，形成塑性加固区，而受夯击影响较小的地基土层形成弹性变形区，如图1所示。

2  强夯法设计计算方法

目前强夯法尚无成熟的设计计算方法，主要设计参数大都是根据规范或工程经验初步选定。强夯法设计步骤如图2所示。

2.1 有效加固深度

有效加固深度常用于表示强夯地基的加固深度，主要由工程要求的加固深度和加固后要求达到的主要技术指标来确定[11]。计算公式如下所示：

由公式可知，夯锤重和落距决定了有效加固深度，而实际工程中夯击次数、地基土性质、土层厚度以及地下水位等因素都可以影响有效加固深度。

我国引入强夯法后，通过大量工程实测及试验研究发现，公式估算所得有效加固深度值偏大。因此，《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）[12]规定，应根据当地经验或者现场试夯确定强夯法的有效加固深度。其中部分粗颗粒土和细颗粒土在不同单击夯击能作用下的有效加固深度预估值如表1所示。

2.2 单击夯击能

实际工程中，单击夯击能可由场地的地质条件、工程使用要求、加固后所需地基承载力、加固深度来确定[13]。计算公式如下：

我国采用的单击夯击能大多为1000kN·m，最大单击能为8000kN·m。國际采用过的最大单击夯击能为50000kN·m，设计加固深度达40m。

③夯击次数。以夯坑压缩量最大和夯坑周围隆起量最小为原则，通过现场试夯得到夯击次数。对于夯坑周围隆起很小甚至没有隆起的地基，可增加夯击次数而减少击遍数。

④夯击遍数。夯击遍数由地基土的性质确定。当地基土为渗透性好的粗颗粒土时，夯击遍数少。当地基土为渗透性差的细颗粒土时，夯击遍数多。工程中经常采用点夯2～3遍，然后用低能量满夯2遍。

⑤间隔时间。为了使土中超静孔隙水压力完全消散，在完成一遍夯击，进行下一遍夯击前，需要有一定的时间间隔。所以间隔时间取决于超静孔隙水压力的消散时间。

工程中可根据地基的渗透性确定间隔时间。当地基土的渗透性差，间隔时间应不少于3～4周;若地基土的渗透性好，可不设置间隔时间。

⑥夯击点的布置及处理范围。夯击点布置是否合理可以直接影响到夯实效果和施工费用。常用夯击点布置形式为等边三角形、等腰三角形或正方形。例如油罐等基础面积较大的建筑物按等边三角形或正方形布置夯点;办公楼根据承重墙的位置布置夯点;单层工业厂房按柱基来设置夯击点。夯击点间距由地基土性质和要求加固深度来确定。

⑦处理范围。强夯法是利用自由下落的夯锤对地基产生冲击，振动密实地基土，施工过程中，土体会发生应力扩散作用。因此，强夯法作用的范围应在建筑物的范围外增加设计处理深度的1/2～1/3，并不宜小于3m。

3  建筑地基处理中常见问题及其处理方法

当运用强夯法处理饱和淤泥、淤泥质土或者粉砂土时，可能会发生液化流动。这会使强夯后地基达不到下沉量控制指标，或者强夯最后二击的下沉量超过规定下沉量指标。对于这一问题，可以在进行强夯前，在土层上铺设0.5～2m厚的砂石，再进行强夯。

当地基土质不均，下部存在砂卵石夹层时，施工中部分夯击能被吸收;选用锤重、落距过小导致夯击能过小;夯击点过密，在浅处叠加而形成硬层，影响夯击能向深部传递;间隔时间不足，土层内超孔隙水压力未消散。这都会使强夯的实际加固深度局部或大部分未达到要求的影响深度，加固后的地基强度未达到设计要求。对于这一问题，应当在强夯前，勘查清楚地基的工程地质条件，对存在砂卵石夹层的地基适当提高夯击能量;通过试夯确定锤重、落距等设计计算参数;粘土的强夯间隔时间为3周，工程地质情况良好的无水土层可只间隔1～2天。

若强夯过程中被机械行驶扰动;冻土层未清除，天暖融化形成松土;强夯后不对地基进行平整。这会使地基的表层土松散不密实，浸水后发生下陷现象。对于这一问题，在强夯过程中应避免重型机械行驶扰动，将冻土融化或清除，并在完成强夯后填平凹坑。

4  结语

强夯法加固效果显著，施工设备简单，建筑用料节约，工程造价低，工期短，施工便捷，是一种有效的地基处理方法。本文强夯法的加固机理进行了分析，对强夯法在实际工程中的设计计算方法进行了研究，详细分析了有效加固深度、夯击能、夯击次数、夯击遍数、时间间隔、夯点布置、处理范围等设计参数的选定方法，并对实际工程中常见的问题提出了处理方法，为实际工程中强夯法的运用提供参考和指导。

参考文献：

[1]郑国栋.强夯法在地基处理工程中的应用[J].绿色环保建材，2019（02）：224，226.

[2]曹塍平.强夯法在机场地基处理工程中的应用研究[D].中国地质大学（北京），2018.

[3]梁海涛.强夯法在软土地基处理中的应用探讨[J].山西建筑，2018，44（24）：51-53.

[4]王泽厚.强夯法加固高填方地基土的应用研究[D].安徽建筑大学，2017.

[5]胡敏歆.强夯法在建筑工程地基处理中的应用[J].河南科技，2018（26）：99-100.

[6]余红明.强夯法在道路工程软弱地基设计中的应用探微[J].中国新技术新产品，2018（13）：111-112.

[7]郝俊芬.强夯法在地基处理中的应用及参数研究[D].河北工程大学，2015.

[8]龚晓南.地基处理手册[M].中国建筑工业出版社，2008.

[9]梅卫锋，杨志勇，黎浩.强夯法处理碎石回填地基施工参数现场试验研究[J].铁道科学与工程学报，2016，13（08）：1543-1548.

[10]李静.强夯法在公路工程软基施工中的应用[J].中国新技术新产品，2018（14）：99-100.

[11]余辉，刘海燕，廖育根.高速公路路基施工中强夯法技术的应用分析[J].交通世界，2016（34）：44-45.

[12]张永钧. 《建筑地基处理技术规范》JGJ79-91简介[J].建筑科学，1993（3）：71-75.

[13]朱前国.建筑工程地基处理中强夯法的应用分析[J].中国标准化，2019（10）：43-44.