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【摘要】本文介绍了强夯法的加固机理、特点和适用范围，阐述了强夯法的工作机理，探讨了施工工艺和施工作业要点。
【关键词】强夯法 路基 填筑
中图分类号： U213.1 文献标识码： A
前言
強夯是法国Menard技术公司干1969年首创的一种地基加固方法，它通过一般10t～40t的重锤和10m～40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降
一、强夯法的加固机理、特点和适用范围
1、强夯法的加固机理
强夯法属于高能量夯击，它是用起重机将大吨位夯锤机吊到6-30米高度后，自由落下，给地基土以强大冲击能量的夯击，在土中出现冲击波和冲击应力，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土体重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，满足设计用户的要求。
2、强夯法的特点
强夯法的特点是施工方法和设备简单，施工速度快；适用土质范围广，加固效果显著，可取得较高的承载力，一般地基强度可提高2~5倍，变形沉降量小，压缩性可降低2~10 倍，加固影响深度达6~10 米。
3、强夯法的适用范围
强夯法适用于加固碎石土、沙土、低饱和度粉土、粘性土、湿陷性黄土、素填土、杂填土及工业废渣、垃圾地基等的处理。当强夯所产生的振动对周围的建筑物有影响时，不得采用强夯法施工。必要时，应采取防振、隔振措施。
二、强夯法的工作机理
强夯法是采用自重较大的起重机，用起重机将夯锤(1 0t～4Ot)吊起到规定的高度，然后让夯锤成为自由落体，将夯锤的势能转变成动能，依靠夯锤自重的力量夯击路基填料，迫使土颗粒重新排列，排除孔隙中的空气和水，从而提高地基强度，降低其缩性和工后沉降的一种地基加固方法。本方法的作用机理是利用夯锤的自由下落产生的巨大的冲击能量，使土中出现冲击波和很大的应力，迫使土中孔隙压缩，排除其中的气体和水分，当夯击能达到饱和时，土体产生局部液化，夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，土体迅速固结。随着孔隙水压力的迅速消散，土颗粒重新排列，土粒间距变小，接触紧密，同时，新附着水逐渐固定，使土的抗剪强度与变形模量大大提高，从而提高地基承载力，降低压缩性。
三、施工工艺
1、施工机具设备
(1)履带式强夯机。铸铁圆台形夯锤，锤底直径2．25m，锤重l2t；夯锤的底部均匀等间距设置4个直径l 50mm上下贯通的通气孔，以减少夯击时夯锤着地瞬间空气对夯锤的向上托力和起吊时地面对夯锤的吸附力。提升设备的最大提升高度为20m，并配有自动脱钩装置。
(2)其他设备。装载机、自卸汽车、推土机、压路机等拉运及摊平碾压设备。
2、技术参数
(1)单击夯击能的选择 根据《建筑地基处理技术规范 (JGJ79—2002)中强夯法有效加固深度和路基土的类型及处理深度，确定单击夯击能为2000kN·m，满夯采用500kN ·m 。
(2)夯点夯击数及夯击遍数。夯点的夯击数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，同时满足下列条件：最后两击的平均夯沉量小于50mm；夯坑周围地面隆起高度≤l0cm；不因夯坑过深而发生提锤困难。试夯前初步确定单点夯击击数，对填土图1 强夯梅花型布置点位图高度小于3m的区域单点击数按4～8击考虑；对填土高度大于3m的区域，单点夯击数按8～10击考虑。夯击遍数采用点夯2遍，再以低能量满夯1遍，满夯采用低落距锤多次夯击(试夯给定单点击数3～5击)，锤印搭接d／4。
(3)夯点布置。夯点布置采用夯击间距5m× 5m梅花型布置。(如图1)
(4)间隔时间。每遍强夯的时间间隔不小于一周至两周的时间，根据本工程的地质情况及填料情况，确定两遍强夯的间隔时间为7天。
(5)测试。测试工作在夯前和夯后展开，观测、记录、分析每个夯点每击夯沉量、最终两击平均贯入度、累计夯沉量(夯坑深度)、地面隆起量、相邻夯坑的侧挤情况、夯后地面平均下沉量(强夯置换应测量场地隆起量)。
3、工艺流程
(1)清理并整平施工场地；
(2)标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；
(3)起重机就位，使夯锤对准夯点位置；
(4)测量夯前锤顶高程；
(5)将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成锤歪斜时，应及时将坑底整平；
(6)重复步骤(5)，按设计规定的夯击次数及控制标准完成一个夯点的夯击；
(7)重复步骤(3)～(6)，完成第一遍全部夯点的夯击；
(8)用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；
(9)在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用20t振动压路机碾压，将场地表层松土夯实，再测量夯后场地高程。
四、施工作业要点
1、施工准备
平整场地，进行初次试夯，布置好强夯点，记录夯前高程、夯后沉降度。强夯前应对强夯区域内的地质进行勘察，并做出详细的地质资料。包括地质柱状图和其物理力学指标。以便制定强夯方案和对夯前、和夯后的加固效果。选一块面积为20m × 20m的区域做为试验区域，采用单点与群点相结合的试验方法进行试验，同时进行原位测试(包括野外标准贯人试验、静力触控试验、旁压试验以及现场复荷载试验)，取原状土样进行室内土分析试验，测定有关数据，通过试验分析对比，确定强夯施工的各项参数，以指导施工。
(2)场地布置。根据现场填筑情况确定出加固处理范围，清除强夯区域内的一切障碍物，平整场地，按夯击点布置分成方格。对于地下水位较高、表层为饱和粘性土、液化流动的饱和砂质土，为便于重型机械在场地的运行和减少夯锤拔起时的负压，可在其表面铺0．2m～2．0m厚的砂石垫层。
(3)强夯操作要点。平整场地、根据测量放样结果布设强夯点位，并测量原地面高程。起重机就位，使夯锤重心对准夯点位置。测量夯前锤顶标高。将夯锤起吊到预定高度，夯锤自由脱落后下放吊钩，测量锤顶标高；按设计要求的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。换夯点，重复，完成第一遍全部夯点的夯击。用推土机将夯坑填平，并测量场地高程。强夯开始后必须严格按试验确定的技术参数进行控制，一般采用试夯后确定的最后两击的沉降量或最后两击沉降量之差小于5cm控制。夯完第一遍后用推土机整平场地，重新测量标高、放线定位。对于夯击场地有积水的要及时排除；坑底土含水量过大时，可铺砂石后再进行补夯。第一遍夯完后按试夯结果间歇一定时间再进行下一遍的夯击。为缩短工期，一般采用减少夯击遍数，增加每击点的夯击次数的办法也能获得很好的夯击效果。检验并测定第一遍前的地基承载力、压缩性以及地基土的各种力学指标，进行第二遍、第三遍夯实。强夯后的土体强度随夯击后的间歇时间增加而增加，一般在强夯后1～4周，对地基土进行室内分析检验、野外标准贯入、静力触探等，以确定地基的影响深度，同时现场测定每遍夯击后的地基平均变形值以检验强夯效果。
结论
强夯法是地基处理中经常采用的方法。但路基填筑工程一般很少采用。本工程结合道路路基施工的实际情况，采用了强夯法进行处理，我单位不但取得了对本工程质量的有效控制和大大缩短了工期，而且还带来了不错的经济效益。
【参考文献】
[1]孔位学,陆新.强夯法加固软土地基有效加固深度研究.四川建筑科学研究, 2011.第5期，45-46页.
[2]朱继永,许光泉.强夯法有效加固范围的数值模拟.煤田地质与勘探, 2011.第6期，36-37页.
[3]张庆国，毕秀丽.强夯法加固机理与应用[M].山东:科技出版社，2013.第2期，91-92页.
【关键词】强夯法 路基 填筑
中图分类号： U213.1 文献标识码： A
前言
強夯是法国Menard技术公司干1969年首创的一种地基加固方法，它通过一般10t～40t的重锤和10m～40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降
一、强夯法的加固机理、特点和适用范围
1、强夯法的加固机理
强夯法属于高能量夯击，它是用起重机将大吨位夯锤机吊到6-30米高度后，自由落下，给地基土以强大冲击能量的夯击，在土中出现冲击波和冲击应力，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土体重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，满足设计用户的要求。
2、强夯法的特点
强夯法的特点是施工方法和设备简单，施工速度快；适用土质范围广，加固效果显著，可取得较高的承载力，一般地基强度可提高2~5倍，变形沉降量小，压缩性可降低2~10 倍，加固影响深度达6~10 米。
3、强夯法的适用范围
强夯法适用于加固碎石土、沙土、低饱和度粉土、粘性土、湿陷性黄土、素填土、杂填土及工业废渣、垃圾地基等的处理。当强夯所产生的振动对周围的建筑物有影响时，不得采用强夯法施工。必要时，应采取防振、隔振措施。
二、强夯法的工作机理
强夯法是采用自重较大的起重机，用起重机将夯锤(1 0t～4Ot)吊起到规定的高度，然后让夯锤成为自由落体，将夯锤的势能转变成动能，依靠夯锤自重的力量夯击路基填料，迫使土颗粒重新排列，排除孔隙中的空气和水，从而提高地基强度，降低其缩性和工后沉降的一种地基加固方法。本方法的作用机理是利用夯锤的自由下落产生的巨大的冲击能量，使土中出现冲击波和很大的应力，迫使土中孔隙压缩，排除其中的气体和水分，当夯击能达到饱和时，土体产生局部液化，夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，土体迅速固结。随着孔隙水压力的迅速消散，土颗粒重新排列，土粒间距变小，接触紧密，同时，新附着水逐渐固定，使土的抗剪强度与变形模量大大提高，从而提高地基承载力，降低压缩性。
三、施工工艺
1、施工机具设备
(1)履带式强夯机。铸铁圆台形夯锤，锤底直径2．25m，锤重l2t；夯锤的底部均匀等间距设置4个直径l 50mm上下贯通的通气孔，以减少夯击时夯锤着地瞬间空气对夯锤的向上托力和起吊时地面对夯锤的吸附力。提升设备的最大提升高度为20m，并配有自动脱钩装置。
(2)其他设备。装载机、自卸汽车、推土机、压路机等拉运及摊平碾压设备。
2、技术参数
(1)单击夯击能的选择 根据《建筑地基处理技术规范 (JGJ79—2002)中强夯法有效加固深度和路基土的类型及处理深度，确定单击夯击能为2000kN·m，满夯采用500kN ·m 。
(2)夯点夯击数及夯击遍数。夯点的夯击数，应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，同时满足下列条件：最后两击的平均夯沉量小于50mm；夯坑周围地面隆起高度≤l0cm；不因夯坑过深而发生提锤困难。试夯前初步确定单点夯击击数，对填土图1 强夯梅花型布置点位图高度小于3m的区域单点击数按4～8击考虑；对填土高度大于3m的区域，单点夯击数按8～10击考虑。夯击遍数采用点夯2遍，再以低能量满夯1遍，满夯采用低落距锤多次夯击(试夯给定单点击数3～5击)，锤印搭接d／4。
(3)夯点布置。夯点布置采用夯击间距5m× 5m梅花型布置。(如图1)
(4)间隔时间。每遍强夯的时间间隔不小于一周至两周的时间，根据本工程的地质情况及填料情况，确定两遍强夯的间隔时间为7天。
(5)测试。测试工作在夯前和夯后展开，观测、记录、分析每个夯点每击夯沉量、最终两击平均贯入度、累计夯沉量(夯坑深度)、地面隆起量、相邻夯坑的侧挤情况、夯后地面平均下沉量(强夯置换应测量场地隆起量)。
3、工艺流程
(1)清理并整平施工场地；
(2)标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；
(3)起重机就位，使夯锤对准夯点位置；
(4)测量夯前锤顶高程；
(5)将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成锤歪斜时，应及时将坑底整平；
(6)重复步骤(5)，按设计规定的夯击次数及控制标准完成一个夯点的夯击；
(7)重复步骤(3)～(6)，完成第一遍全部夯点的夯击；
(8)用推土机将夯坑填平，并测量场地高程；
(9)在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用20t振动压路机碾压，将场地表层松土夯实，再测量夯后场地高程。
四、施工作业要点
1、施工准备
平整场地，进行初次试夯，布置好强夯点，记录夯前高程、夯后沉降度。强夯前应对强夯区域内的地质进行勘察，并做出详细的地质资料。包括地质柱状图和其物理力学指标。以便制定强夯方案和对夯前、和夯后的加固效果。选一块面积为20m × 20m的区域做为试验区域，采用单点与群点相结合的试验方法进行试验，同时进行原位测试(包括野外标准贯人试验、静力触控试验、旁压试验以及现场复荷载试验)，取原状土样进行室内土分析试验，测定有关数据，通过试验分析对比，确定强夯施工的各项参数，以指导施工。
(2)场地布置。根据现场填筑情况确定出加固处理范围，清除强夯区域内的一切障碍物，平整场地，按夯击点布置分成方格。对于地下水位较高、表层为饱和粘性土、液化流动的饱和砂质土，为便于重型机械在场地的运行和减少夯锤拔起时的负压，可在其表面铺0．2m～2．0m厚的砂石垫层。
(3)强夯操作要点。平整场地、根据测量放样结果布设强夯点位，并测量原地面高程。起重机就位，使夯锤重心对准夯点位置。测量夯前锤顶标高。将夯锤起吊到预定高度，夯锤自由脱落后下放吊钩，测量锤顶标高；按设计要求的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。换夯点，重复，完成第一遍全部夯点的夯击。用推土机将夯坑填平，并测量场地高程。强夯开始后必须严格按试验确定的技术参数进行控制，一般采用试夯后确定的最后两击的沉降量或最后两击沉降量之差小于5cm控制。夯完第一遍后用推土机整平场地，重新测量标高、放线定位。对于夯击场地有积水的要及时排除；坑底土含水量过大时，可铺砂石后再进行补夯。第一遍夯完后按试夯结果间歇一定时间再进行下一遍的夯击。为缩短工期，一般采用减少夯击遍数，增加每击点的夯击次数的办法也能获得很好的夯击效果。检验并测定第一遍前的地基承载力、压缩性以及地基土的各种力学指标，进行第二遍、第三遍夯实。强夯后的土体强度随夯击后的间歇时间增加而增加，一般在强夯后1～4周，对地基土进行室内分析检验、野外标准贯入、静力触探等，以确定地基的影响深度，同时现场测定每遍夯击后的地基平均变形值以检验强夯效果。
结论
强夯法是地基处理中经常采用的方法。但路基填筑工程一般很少采用。本工程结合道路路基施工的实际情况，采用了强夯法进行处理，我单位不但取得了对本工程质量的有效控制和大大缩短了工期，而且还带来了不错的经济效益。
【参考文献】
[1]孔位学,陆新.强夯法加固软土地基有效加固深度研究.四川建筑科学研究, 2011.第5期，45-46页.
[2]朱继永,许光泉.强夯法有效加固范围的数值模拟.煤田地质与勘探, 2011.第6期，36-37页.
[3]张庆国，毕秀丽.强夯法加固机理与应用[M].山东:科技出版社，2013.第2期，91-92页.