强夯施工工艺
6.5.1 一般规定
1. 强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土与软塑至流塑的黏性土等地基上对变形控制要求不严的工程。
2. 强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。
3. 强夯和强夯置换施工前，应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建筑规模及建筑类型确定。考虑到“边界效应”，每个试夯区的面积不能太小，不宜少于3排夯点。
4. 当进行试夯方案设计时，应根据地基条件、工程要求和设备等条件确定夯击参数和夯击工艺。应对主要工艺、参数进行必要的组合优化，通过效果测试和环境影响评价，提出一种或几种方案。试夯后应确定的强夯参数包括:夯击能量—锤重(包括选定夯锤静压力)和落距，单点夯击次数和夯击遍数，夯间距及布点间距，起夯面高程，达到饱和夯击能的场区平均夯沉量，停锤标准(锤击贯入度)，遍间歇时间，有效加固深度，检测项目点位、合格指标等。
5. 当场地表土软弱或地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料，使地下水位低于坑底面以下2m。坑内或场地积水应及时排除。对饱和度较高、地下水位埋深较浅的地基，宜通过试夯确定有效的辅助措施，如是否设置竖向排水体或直接采用强夯置换工艺。
6. 在有成熟经验的地区，当地质条件相同时，可不进行专门试夯，直接采用成功的工艺、参数。但在施工之前应进行小片试验性施工，以核实施工工艺和强夯设计参数是否符合现场地质条件。
6.5.2 施工准备
1. 主要施工机具、设备
(1) 强夯锤质量可取10～40t，其底面形状宜采用圆形或多边形，锤底面积宜按土的性质确定，锤底静接地压力值可取25～40kPa，对于细颗粒土锤底静接地压力宜取较小值。锤底面宜对称设置若干个与其顶面贯通的排气孔，孔径可取250～300mm。强夯置换锤底静接地压力值可取100～200kPa。夯锤可用钢板焊接壳体，内部浇筑混凝土制成，亦可采用铸钢或铸铁制造。当处理碎石土或杂填土时宜选用铸钢锤。
(2) 施工机械一般采用履带式起重机或其他专用设备。应按所需要的夯击能量选用合适的起重设备，其有效起吊高度和回转半径应满足施工要求。为防止落锤时吊臂后倾，应在吊臂下部设置弹性支撑。当单击夯击能超过所选用设备的起重能力时，可在吊杆端部设置辅助门架，以提高起重能力和稳定性。辅助门架可采用格构式或其他结构。其两支腿及横梁强度及稳定性必须满足安全使用要求，且保持平行及垂直于吊车两个平面的自由度。
(3) 采用的脱钩装置必须灵活，有足够的强度和耐用性。脱钩时不允许发生锤与钩不脱离现象。
(4) 根据工程规模，配备相应型号与数量的推土机。
(5) 其他工具为经纬仪，水准仪及钢卷尺等。
2. 施工现场(作业条件) 要求
(1) 施工前必须对附近施工环境进行调查，应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及埋深等，并采取必要的保护措施，以免因施工造成损坏。
(2) 当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备、仪器以及施工中砌筑工程和浇灌混凝土等产生有害影响影响时，应设置监测点，并采取挖隔振沟等防振措施。
(3) 按设计基底高程和试夯确定的夯沉量对强夯区域的土方进行挖方或填方施工。做好场区“三通一平”工作。
3. 技术准备
(1) 有关人员应熟悉设计图纸、测量放线依据, 学习有关强夯施工的设计、施工及验收规范。施工前应向施工人员进行技术、质量交底。内容包括施工参数、技术要求、质量标准、施工步骤方法、关键工序控制等。
(2) 按有关规程和设计要求编制施工组织设计；做好施工现场测量定位放线工作。
(3) 准备好各种施工记录用表格，向业主提交开工报告等。
6.5.3 施工工艺
1. 强夯施工工艺流程
2. 强夯施工要点
(1) 清理并平整施工场地。
(2) 标出第一遍夯点位置，并测量场地高程。
(3) 夯击点位置可根据基底平面形状采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.5～3.5倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间，以后各遍夯击点间距可适当减小。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。
(4) 起重机就位，夯锤置于夯点位置,测量夯前锤顶高程。
(5) 将夯锤起吊到预定高度，开启脱钩装置，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夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。
(6) 重复步骤(4)，按设计规定的夯击次数及控制标准，完成单个夯点的夯击。
(7) 换夯点，重复步骤(3)～(5)，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。
(8) 在规定的间隔时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。
(9) 两遍夯击之间应有一定的时间间隔，该间隔时间取决于超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时，可根据地基土的渗透性确定，对于渗透性较差的黏性土地基，时
间间隔不应少于3～4周；对于渗透性较好的地基可连续夯击。
3. 强夯置换施工要点
(1) 清理并平整施工场地，当表土松软时可铺设一层厚度为1.0～2.0m的砂石施工垫层。
(2) 标出夯点位置，并测量场地高程。
(3) 起重机就位，夯锤置于夯点位置,测量夯前锤顶高程。
(4) 夯击并逐击记录夯坑深度。当夯坑过深而发生起锤困难时应停夯，向坑内填料直至与坑顶平，记录填料数量，如此重复直至满足规定的夯击次数及控制标准完成一个墩体的夯击。当夯点周围软土挤出影响施工时，可随时清理并在夯点周围铺垫碎石继续施工。
(5) 按由内而外，隔行跳打原则完成全部夯点的施工。
(6) 推平场地，用低量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。
(7) 铺设垫层，并分层碾压密实。
6.5.4 质量标准
1. 强夯地基质量检查标准应符合表6.5.4.1的规定。
2. 施工前应检查夯锤重量、尺寸、落距，以确保单击夯击能量符合设计要求。
表6.5.4.1 强夯地基质量检查标准
项目
序号
检 查 项 目
允许偏差或允许值
检查方法
单位
数值
主控
项目
1
地基强度
设计要求
按规定方法
2
地基承载力
设计要求
按规定方法
一般
项目
1
夯锤落距
mm
±300
钢索设标志
2
锤重
kg
±100
称重
3
夯击次数及夯击遍数
设计要求
计数法
4
夯点间距
mm
±500
用钢尺量
5
夯击范围(超出基础范围距离)
设计要求
用钢尺量
6
前后两遍间歇时间
设计要求
3. 施工过程中应有专人负责检查落距、夯击次数、夯击遍数、夯点位置、夯击范围等。
4. 施工过程中应对各项参数进行详细记录。按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。对强夯置换尚应检查置换深度。在每一遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正。
5. 夯后地基强度及地基承载力必须达到设计要求, 夯后加固深度必须达到设计要求, 夯后地基高程应当高于设计基底高程0.2～0.4m(有特殊要求的除外)。
6.5.5 施工试验计划
在进行试夯施工时，应对如下内容进行分析评价:
1. 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)。绘制N-S关系曲线，进行隆起、侧挤计算，确定饱和夯击能。
2. 观测孔隙水压力变化。观测并记录孔隙水压力随击数增加的情况，当孔隙水压力超过自重有效压力可能出现液化或局部隆起和侧挤的体积接近夯点夯沉的体积时，应停止夯击，并观测孔隙水压力的消散情况，分析确定遍间歇时间。
3. 有条件时可进行挤压应力分布规律和深层水平、垂直位移观测。
4. 当强夯施工有可能对环境造成影响时，宜进行强夯振动观测, 绘制单点夯击数与地面震动加速度关系曲线, 震动速度曲线, 隔振效果曲线, 分析饱和夯击能，振动衰减和隔振效果。
5. 试夯结束并达到间歇时间后，应在各方案的试夯区内、夯点和夯间沿深度每米取试样进行室内土工试验，并进行原位测试。
6. 在试夯工艺效果分析时，应针对加固目的对有关指标进行研究, 包括干密度、孔隙比、抗剪强度、承载力、变形(压缩)模量、渗透性及黄土湿陷性, 砂土液化判别指标等。应进行夯前、夯后各指标沿深度的变化对比，确定是否满足建筑物荷载或地基稳定性的要求，并提出施工检测的质量控制手段和直接检测的指标。为正式大面积施工确定工艺参数。
6.5.6 安全生产、现场文明施工要求
1. 安全生产管理
(1) 建立以项目经理为首的全员安全管理组织机构。工地设专职安全员，施工机组设兼职安全员，形成“纵到底，横到边”全员参与的管理网络。
(2) 施工前对所有参加施工的人员进行安全教育和安全交底，增强全员的安全生产意识，牢固树立“安全第一，预防为主”的观念，明确安全生产目标。
(3) 建立安全检查制度，专职安全员及特殊工种必须持证上岗。对限期整改的安全隐患，要坚决落实及时反馈信息。
(4) 严肃安全操作规章制度，杜绝违章指挥和违章操作。落实安全责任制，坚持安全例会制度，开展安全生产劳动竞赛活动。
2. 安全措施
(1) 机械设备的转移、安装、调试必须有专人监督实施。
(2) 施工人员进入现场，必须戴好安全帽，高空作业必须戴好安全带。
(3) 所有施工机械设备的使用操作、保养、检查及安全防护装置，应符合《建筑机械使用安全技术规程》JGJ 33—2001的规定。实施班前安全检查制度和施工班组安全自检制度，发现设备、机具等安全隐患必须立即排除，不允许设备、机具“带病”作业。
(4) 施工中必须随时垫平吊机，严禁斜拉、斜吊,以防发生折杆、趴杆事故。
(5) 因夯坑较深造成拔锤困难时应先进行试吊,待松动后再正式起吊,防止夯机超负荷运转,造成夯机倾覆。
(6) 转移夯机时提锤高度不宜大于0.5m,机组其他人员跟机观察地面情况,发现异常,立即停车处理。
(7) 如果采用龙门架施工,两支腿必须垫平垫牢, 且应使两支腿处于相同的高程上。起吊夯锤时应先试吊,待确认龙门架稳定后再正式起吊夯锤。严禁左右斜吊,防止龙门架失去稳定性。
(8) 当脱钩器失灵夯锤不能脱落时，必须采取慢降措施,严禁强制转向摆动吊臂或带钩自由下落。
(9) 相邻机组最小安全操作距离不宜小于30m。
(10) 施工现场所有临时用电设施，如电线、电缆的架设、配电设备的安装，安全保护装置的配置及电器设备的管理、维修等,应符合《建设工程施工现场供用电安全规范》GB 50194—93的规定；现场必须设专职电工负责施工现场的用电安全，应经常检查，发现异常及时维修和更换。
(11) 施工现场应设置明显的警示标志，非施工人员一律不准进入。夜间施工必须配备足够的照明度，并应安排专职管理人员值班。
(12) 雨期施工主要应做好防雨、防风、防雷电、防触电等工作；雷雨及六级大风天气禁止施工作业。
(13) 场区应做好排水坡度及排水设施，因雨后场地浸水，地基强度降低时,可采取铺设“路基箱”的措施，保证强夯机安全行走作业。
3. 文明施工
(1) 着装和劳动防护用品整齐、完备，宿舍整洁卫生，物品摆放有序。
(2) 保持所使用机械设备的清洁，按规定保养。停放整齐，不随意侵占场内道路。
(3) 遵守各项规章制度和法律、法规。不违反劳动纪律。
(4) 保证严格遵守有关安全操作规程，不违章指挥和违章操作。
(5) 定期清理施工现场的废弃物，保持施工现场整洁。现场设立临时厕所，污秽物按要求集中填埋或处理。
(6) 切实做好施工现场及住处的防火、防盗以及安全保卫工作。
(7) 对建设和监理单位的人员要有礼貌，开展劳动竞赛活动。
6.5.7 成品保护
1. 强夯施工前应根据经验或试夯结果确定夯沉量时，应预留20～30cm的土层作为保护层(扰动层或防冻层)，待基础施工时将其清除。
2. 夯后地基,特别是饱和度(含水量)较高的细颗粒黏性土，严禁轮式车辆碾压,防止产生“橡皮土”。
3. 夯后场地(雨季中)应作出排水坡度和集水坑，以便及时将积水排走，防止发生泡槽
情况。
6.5.8 工程质量验收
1. 工程资料验收
施工记录是保证施工质量的一项重要工作内容，必须认真如实填写，不允许掩盖施工中的问题。应严格按照有关国家规范要求的内容收集、整理施工资料。基本资料包括以下内容:
开工通知单或开工报告；技术、质量、安全交底记录；测量放线方案及测量放线记录；施工组织设计及审批单;夯点平面布置图；强夯施工记录表；中间质量验收单；施工日志及工程照片；设计变更记录表；工程事故处理记录及有关文件;工程质量评定表；竣工平面图及竣工报告；地基强度、地基承载力检测报告；工程竣工验收证明单。
2. 工程质量验收
(1) 强夯处理后的地基竣工验收检测工作，应在施工结束后间隔一定时间方能进行，对于碎石土和砂土地基，其间隔时间可取7～14d；粉土和黏性土地基可取14～28d。强夯置换地基间隔时间可取28d。
(2) 夯后地基应进行承载力检验和加固深度检验，承载力检验应采用原位测试和室内土工试验。检测深度应大于强夯有效加固深度。地基强度及地基土承载力必须满足设计要求。强夯置换后的地基竣工验收时，承载力检验除应采用单墩载荷试验检验外，尚应采用超重型或重型圆锥动力触探等有效手段查明置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变
化。
(3) 检测点的数量，应根据场地复杂程度和建筑物的重要性确定，对于简单场地上的一般建筑物，每个建筑地基的检验点不应少于3点；对于复杂场地或重要建筑地基应增加检验点数并应进行静载荷试验。强夯置换地基载荷试验检验和置换墩着底情况检验数量均不应少于墩点数的1%，且不应少于3点。
(4) 检测点位置应结合建筑物轮廓线、轴线、中心线等均匀或对称布置。
(5) 强夯地基的检测工作，还应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202—2002的有关规定。
(6) 强夯地基经检测达不到设计要求时，应采取补夯措施，或采取其他方法处理。
3. 强夯地基质量应符合表6.5.4.1的规定。
6.5.9 主要工程质量通病治理措施
1. 强夯后地基发生“橡皮土”问题
产生的原因:
(1) 天然地基土含水量偏高，夯击过程中孔隙水压力得不到充分的消散。
(2) 在强夯施工过程中遇到强降雨，增加了地基土的含水量。
(3) 满夯并平整场地后，由于轮式车辆反复碾压。
治理措施:
(1) 对含水量较高的地基，应保证有足够的遍间歇时间，待基土中孔隙水压力充分消散后再满夯,或采取强夯置换施工工艺，在地基土中打设竖向排水体。也可先在场地上铺设一层厚约0.5m的砂石垫层后再满夯。
(2) 满夯前有可能下雨时，应该采取覆盖防水措施，以防推入夯坑内的虚土大量吸水,增加地基土的含水量。如果情况允许，可在下雨之前对夯坑内的虚土夯1～2击。
(3) 满夯后场地严禁轮式车辆碾压。
(4) 当局部出现“橡皮土”时可将其挖除，换填干土或砂石填料补夯；当“橡皮土”较薄且面积较大时，可用推土机的松土器将地表层翻松、晾晒后补夯；也可采取其他有效措施处理。
2. 加固深度达不到设计要求
产生的原因:单击夯击能量偏低；单点夯击数不够，单位面积夯击能量不足；遍间歇时间太短；夯间距过小。
治理措施:调整夯击工艺参数。
