在建筑工程领域,强夯法作为一种高效、经济的地基加固技术,广泛应用于处理碎石土、砂土、粉土、黏性土、杂填土及素填土等地基,尤其适用于可液化砂土地基和湿陷性黄土地基。强夯锤施工的“黄金组合”在于科学合理的设备选型与严谨细致的工艺流程,二者相辅相成,共同确保地基加固效果达到预期目标。
一、设备选型:精准匹配,确保施工效能
1. 夯锤
夯锤是强夯施工的核心设备,其重量、底面积及材质的选择直接关系到加固效果。夯锤的重量一般根据欲加固土层的深度和落距来确定,通常选用10~25吨的铸钢锤或钢板壳内填混凝土的组合锤。底面积的大小则需根据土的类别进行选择:
砂质土和碎石土:底面积2~4平方米较为合适,有助于能量均匀分布,提高加固效果。
一般第四级粘性土:建议采用3~4平方米的底面积,以适应土层的特性。
淤泥土:底面积宜选择4~6平方米,以增加夯击面积,提高加固效率。
夯锤的底面应设置若干个上下贯通的排气孔,孔径宜为300~400毫米,以减少夯击时的空气阻力,提高夯击效率。
2. 起重设备
起重设备是强夯施工中的“力量担当”,其选型需根据设计夯能来确定。一般而言,点夯作业宜选用起重量为25~50吨的履带式起重机,而平夯作业则可选择起重量为15~50吨的履带式起重机,并配备自动脱钩装置,以提高施工效率和安全性。起重设备的起重能力应大于夯锤重量的1.5倍,以确保施工过程中的稳定性。
3. 脱钩装置
当夯锤重量超出吊机卷扬机的能力时,需采用脱钩装置来起落夯锤。脱钩装置应灵活可靠,能保持夯锤平稳下落,同时挂钩方便、迅速,以提高施工效率。
4. 辅助设备
除了上述核心设备外,强夯施工还需配备推土机、压路机、水准仪、经纬仪等辅助设备。推土机用于平整场地和填平夯坑;压路机用于最终碾压平整场地;水准仪和经纬仪则用于测量和定位,确保施工精度。
二、工艺流程:严谨细致,确保加固效果
1. 施工准备
场地清理:清除施工场地内的所有地上、地下障碍物,对不能拆除的已采取防护措施。
场地整平:利用推土机和压路机对场地进行平整和压实,确保场地表面松散上层已经预压。
测量放线:根据设计图纸,测量放线定出控制轴线、强夯场地边线,并钉木桩标出夯点位置。同时,在不受强夯影响的处所设置若干个水准基点,以便后续测量。
试夯:在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区进行试夯,通过原位试夯和测试确定强夯施工的各项技术参数,如夯击能、夯击次数、夯击遍数等。
2. 强夯施工
第一遍点夯:起重机就位后,将夯锤对准夯点位置,测量夯前锤顶高程。将夯锤起吊到预定高度后脱钩自由下落进行夯击,测量锤顶高程。重复夯击达到规定的单点夯击次数及控制标准后,完成一个夯点的夯击。吊车和夯锤移位到下一个夯点,重复上述操作,完成第一遍全部夯点的夯击。随后用推土机将场地推平,并测量场地高程。
间隔时间:根据地基土的性质和渗透性确定两遍夯击之间的间隔时间。对于渗透性差的土地基,间隔时间应适当延长,以确保孔隙水压力消散。
第二遍点夯:在规定的间隔时间后,按上述程序逐次完成第二遍点夯。
平夯与碾压:完成所有点夯遍数后,用低能量满夯将场地表层松土夯实。随后用装载机或推土机碾压平整场地,并测量场地标高。
3. 质量检测与验收
检测项目:强夯法地基竣工验收时,检测项目应包括地基强度、压缩模量、地基承载力、有效加固深度等。检测方法可采用地基载荷试验、室内土工试验、标准贯入试验、静力触探试验等多种原位测试方法综合确定。
验收标准:强夯地基的允许偏差及检验方法应符合相关规范要求。例如,夯点测量定位允许偏差为±50毫米;夯锤就位允许偏差为±150毫米;满夯后场地整平平整度允许偏差为±100毫米等。

