強夯法地基處理施工技術

1、強夯法地基處理施工技術摘要：強夯法具有施工簡單、加固效果好、使用經(jīng)濟等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛地應用于加固工業(yè)與民用建筑、倉庫、油罐、貯倉、公路、鐵路、機場跑道、港口碼頭等地基中的砂土、低飽和度粉土、濕陷性黃土、雜填土、素填土等土質(zhì)。本文具體分析了強夯法地基處理施工技術和強夯施工質(zhì)量控制。關鍵詞：強夯法； 地基處理； 施工技術； 質(zhì)量控制強夯法是用起重機械將大噸位夯錘起吊到630m高度后自由落下，給地基土以強大的沖擊能量的夯擊，使土中出現(xiàn)沖擊波和很大的沖擊應力，迫使土層孔隙壓縮，土體局部液化，在夯擊點周圍產(chǎn)生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和氣體逸出，使土料重新排列，經(jīng)時效壓密達到固結(jié)，從而提高地基承載

2、力，降低其壓縮性的一種地基加固方法。強夯法加固特點是：使用工地常備簡單設備；施工工藝簡單；適用土質(zhì)范圍廣；可取得較高的承載力，一般地基強度可提高25 倍；變形沉降量小，壓縮性可降低210 倍，加固影響深度可達610m；工效高，施工速度快較換土回填和樁基縮短工期一半；節(jié)省加固原材料；節(jié)省投資，比換土回填節(jié)省60%費用；與預制樁加固地基相比可節(jié)省投資50%70%；與砂樁相比可節(jié)省投資40%50%。 一、加固機理 強夯法是利用強大的夯擊能給地基一沖力，并在地基中產(chǎn)生沖擊波，在沖擊力作用下，夯錘對上部土體進行沖切，土體結(jié)構(gòu)破壞，形成夯坑，并對周圍土進行動力擠壓。強夯法加固地基有三種不同的加固機理: 動

3、力密實.動力固結(jié)和動力置換，它取決于地基土的類別和強夯施工工藝。 采用強夯加固多孔隙.粗顆粒.非飽和土是基于動力密實的機理，即用沖擊型動力荷載，使土中的孔隙減少，土體變得密實，從而提高地基土強度; 然而，用強夯法處理細顆粒飽和土時，則是借助于動力固結(jié)的理論，即巨大的沖擊能量在土中產(chǎn)生很大的應力波，破壞了原有的結(jié)構(gòu)，使土體局部發(fā)生液化并產(chǎn)生許多裂隙，增加了排水通道，使孔隙水順利溢出，待超孔隙水壓力消散后，土體固結(jié); 動力置換可分為整式置換和樁式置換: 整式置換是采用強夯將碎石整體擠入淤泥中，其作用機理類似于換填墊層。樁式置換是通過強夯將碎石填筑到土體中，部分碎石樁間隔地夯入軟土中，形成碎石樁，其

4、作用機理類似于振沖法等形成的碎石樁。 二、強夯法地基處理施工技術 1.平整場地 預先估計強夯后可能產(chǎn)生的平均地面起伏，并以此確定地面高程，然后用推土機平整。 2.鋪墊層 遇到地表為細粒土，且地下水位較高的情況，有時需在表層鋪設0 5 m 2 m 左右的砂.砂礫或碎石。這樣做的目的是在地表形成硬層.可以用以支撐起重設備，確保機械通行.施工。又可加大地下水和表層面的距離，防止夯擊效率低。另外，硬層還可以有效的保護表層土層不被破壞。 3.夯點放線定位 宜用石灰或小木樁的辦法進行，其偏差不得大于5 cm。 4.強夯施工 每夯完一遍后，用新土或坑壁的土將夯坑填平，再進行下一遍夯擊，直到將計劃的夯擊遍數(shù)完

5、成為止。最后一夯為滿夯( 搭夯) 。 5.現(xiàn)場記錄 強夯施工時應對每一夯實點的夯擊能量.夯擊次數(shù)和每次夯擊后的沉降量等做好詳細的現(xiàn)場記錄。 6.安全措施 為了防止飛石傷人，現(xiàn)場工作人員應戴好安全帽，另外，夯擊時工作人員應退出強夯機工作半徑內(nèi)。 三、強夯參數(shù)的確定 1.有效加固深度 有效加固深度就是經(jīng)強夯加固后，強度提高，壓縮模量增大，其加固效果顯著的土層范圍。在強夯法發(fā)展的三十多年內(nèi)，有不少學者從不同的角度提出了許多的估算方法，但由于強夯影響深度的復雜性，還沒用任何一種計算方法可精確地計算各種不同條件下的有效加固深度。一般可按下式估算有效加固深度: 其中，H 為有效加固深度，m; M 為夯錘重

6、，t; h 為落距，m; 為系數(shù)，須根據(jù)所處理地基土的性質(zhì)而定，對軟土可取05，對黃土可取0 34 0 5。 目前有效加固深度與單擊能有關。而實際上地基土的性質(zhì).不同土層的厚度和埋藏順序.地下水位等都對有效加固深度有影響，因此強夯的有效加固深度應結(jié)合現(xiàn)場試夯或當?shù)氐慕?jīng)驗綜合確定。 2.夯擊遍數(shù) 實際工程中，在滿足加固效果的情況下應盡可能采用較少的夯擊遍數(shù)。大量工程實踐表明，對于滲透系數(shù)大.含水量低的土層采用1 遍 3 遍，反之需分3 遍 4 遍夯擊才能達到加固效果。終了再以低能量滿夯一遍，其目的是將松動的表層土夯實。 3.夯點布置和夯點間距 對于較大面積的強夯處理，為了使夯后地基比較均勻，夯擊

7、點可按等邊三角形或正方形布置夯點。這樣布置比較規(guī)整，也便于強夯施工。 夯點間距應根據(jù)地基土的性質(zhì)和要求處理的深度而定。對于滲透不止的土為便于超孔隙小壓力的消散，夯點間距不宜過小; 夯距太小，相鄰夯點的加固效果將在淺處疊加而形成硬層，影響夯擊能向深部傳遞。夯點間距一般為5 m 9 m，或取要加固深度.或取夯錘直徑或邊長的2 倍，同時下一遍夯點往往布置在上一遍夯點中間。為加強深層處的夯實效果，宜首先采用較大的夯點間距，但夯點間距也不能過大，過大會使地基土加固不均勻。 4.夯擊范圍 根據(jù)基礎應烽擴散原理，強夯處理范圍應大于基礎范圍，其具體放大范圍可根據(jù)構(gòu)筑物類型和重要性等因素綜合確定。一般每邊超出基

8、礎外緣的寬度宜為設計處理深度的1 /2 1 /3，且不宜小于3 m。對于有潛在液化勢態(tài)的地層，每邊超出基礎外的寬度不宜小于處理深度。 四、強夯施工的質(zhì)量控制措施 監(jiān)理工程師對強夯施工過程的質(zhì)量控制可以按照事前控制.事中控制和事后控制三個階段付諸實施。 1.事前質(zhì)量控制 事前質(zhì)量控制也就是施工準備階段的質(zhì)量控制。這一階段的主要是檢查施工單位有關強夯施工工作的質(zhì)量保證體系和施工準備工作的質(zhì)量, 其主要任務是: ( 1) 審查承包單位施工人員的資質(zhì)與上崗條件是否符合要求, 重點是施工的組織者.管理者的資質(zhì)與質(zhì)量管理水平; ( 2) 審查承包商對施工機械設備的選型是否恰當, 提升機械設備性能.夯錘是否

9、滿足質(zhì)量要求和適合現(xiàn)場條件, 設備數(shù)量是否滿足工作要求, 安裝.調(diào)試.檢修措施是否健全. ( 3) 審查施工承包單位提交的強夯施工組織設計或施工, 計劃, 以及強夯施工安全.質(zhì)量保證措施; ( 4) 對測量基準點和參考標高進行確認, 審核施工單位提供的原始基準點.基準線和參考標高等測量控制點的復核報告; ( 5) 施工單位要按照施工現(xiàn)場條件對現(xiàn)場進行統(tǒng)籌安排, 材料堆放做到合理.便利, 編制施工現(xiàn)場臨時設施布置圖, 對于強夯施工所需要的砂石回填材料的進場.存放.使用等方面進行監(jiān)督; ( 6) 場地整平, 修筑機械設備進出場道路, 要有足夠的凈空高度.寬度.路面強度和轉(zhuǎn)彎半徑。填土區(qū)應清除表層腐

10、植土.草根等。場地整平挖方時, 應在強夯范圍預留夯沉量需要的土厚: ( 7) 制定施工方案和確定強夯參數(shù), 選擇檢驗區(qū)作強夯試驗。 2.事中質(zhì)量控制 施工過程中的質(zhì)量控制采用巡視方法, 根據(jù)強夯施工的工藝流程, 對關鍵工藝.重點部位實行旁站(作好施工記錄) 。 3.事后質(zhì)量控制 強夯施工結(jié)束后, 施工單位應先進行自驗, . 整理竣工驗收資料, 自驗合格后, 向監(jiān)理工程師提出驗收申請, 監(jiān)理工程師接到申請后, 首先要對承包單位提交的竣工驗收文件資料組織現(xiàn)場預驗收, 預驗收合格后, 報告業(yè)主, 由業(yè)主組織竣工驗收。 4.質(zhì)量控制重點 強夯施工監(jiān)理的質(zhì)量控制重點是: 測量定位。這是關系到強夯處理的整

11、體效果的關鍵環(huán)節(jié), 在具體操作上, 應由施工單位根據(jù)試夯確定的的夯點布置圖, 逐一測放夯點位置。 場地平整。強夯前要用推土機預壓二遍, 場地平整后, 測量場地高程, 夯點布置是否符合測量放線確定點。如果地下水位較高, 應在表面鋪0. 52. 0 m 中( 粗) 砂或砂石墊層, 或采取降低地下水位的方法( 具體按照現(xiàn)場確定方案) , 以防設備下陷和消散強夯產(chǎn)生的孔隙水壓。 強夯順序。分段進行施工, 從邊緣夯向中央,從一邊向另一邊進行。每夯完一遍, 用推土機整平場地, 放線定位即可接著進行下一遍夯擊。強夯法的加固順序是: 先深后淺, 即先加固深層土, 再加固中層土, 最后加固表層土。最后一遍夯完后

12、, 再以低能量滿夯一遍, 有條件以采用小夯錘擊為佳。 嚴格控制回填土含水量在最優(yōu)含水量范圍內(nèi), 如低于最優(yōu)含水量, 可鉆孔灌水或灑水浸滲。 夯擊時應按試驗確定的強夯參數(shù)進行, 落錘應保持平衡, 夯位應準確, 夯擊坑內(nèi)積水應及時排除。夯擊地段遇上含水量過大時, 可鋪砂石后再進行夯擊。在每一遍夯擊之后, 要用新土或周圍的土將夯擊坑填平, 再進行下一遍夯擊。 控制最后兩擊的平均夯沉量。 如果表面有硬殼層要適當增加夯次或提高夯擊功能。 做好施工過程中的監(jiān)測和記錄工作, 包括檢查夯錘重和落距, 對夯點放線進行復核, 檢查夯坑位置, 按要求檢查每個夯點的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量等, 并對各項參數(shù)及施工情況進

13、行詳細記錄, 作為質(zhì)量控制的根據(jù)。 5.質(zhì)量檢測 強夯法是加固地基的一種方法, 應用得當, 可收到事半功倍的效果。靜載荷試驗.動力觸探試驗和彎沉檢測是檢驗強夯效果的三種主要方法。三種方法各有不同特點, 要注意相互配合使用。在進行質(zhì)量檢測時, 要注意以下幾點: （1）強夯前場地應進行地質(zhì)勘探, 作為制定強夯方案和對比夯前.夯后的加固依據(jù); 必要時還可進行現(xiàn)場試驗性強夯, 確定強夯施工的各項參數(shù)。 （2）強夯后的土體強度隨夯擊后間歇時間的增加而增加, 檢驗強夯效果的測試工作, 宜在強夯之后1 4 周進行, 而不宜在強夯結(jié)束后立即測試工作, 否則測得的強度偏低。 （3）作好后期沉降觀測記錄。強夯處理

14、完成后,地基承載力滿足設計要求, 但仍然要作好其上部構(gòu)( 建) 筑物的沉降記錄觀測。 總之，實踐證明，強夯法具有施工簡單.加固效果好.使用經(jīng)濟等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛地應用于加固工業(yè)與民用建筑.倉庫.油罐.貯倉.公路.鐵路.機場跑道.港口碼頭等地基中的砂土.低飽和度粉土.濕陷性黃土.雜填土.素填土等土質(zhì)。然而正是由于強夯法加固地基土的差異性，至今還沒有形成完整.成熟.具有普遍意義的強夯設計加固理論，也因此需要不斷地探索總結(jié)，真正弄清強夯法處理地基的本構(gòu)關系。 參考文獻： 【1】 李玉平. 淺談強夯法在軟土地基處理中的應用. 長沙鐵道學院學報(社會科學版), 2010,(02) . 【2】 黃健云. 砂