0引言
强夯法就是通过强烈迅猛的夯击能量来进行地基加固处理的方法,此技术能够提高土体的承载力与强度,减小土的压缩性,并防止固结沉降。采用强夯法来进行地基的加固处理具有施工机具简单、效果显著、速度快的特点,同时还可以将某些废料重新利用,具有变废为宝的效果,而且其适用土质的范围广,因此在建筑工程的地基加固处理中应用广泛,具有很好的前景。但是此法的弊端就是施工中会产生强烈的声响和振动,因此距离居民区较近的建筑工程项目则不宜采用。
1强夯地基处理法施工控制要点
(1)选择合适的强夯回填料。强夯地基处理中应该选择粉土、残积土以及全风化砂性土等作为强夯回填料。另外要求强夯回填料中的块石不能大于25cm,且石料的体积比不能大于总体积的15%,在强夯夯沉之后,普夯面至基层面使用的回填料只能是全风化的砂性土。回填时要控制好回填料中的含水量,回填后将土料碾压密实。
(2)调整地基土的夯击能。夯击能主要是指在地基处理现场单位面积所产生的夯击能。夯击能可以依据工程地基土性质、结构、荷载量以及处理深度来考虑,并通过强夯的加固深度来确定,而加固深度则可采用现场试夯方法来决定。在条件相同的情况下,粗大粒土的夯击能应该比细小粒土小一些,一般细小粒土的夯击能在1500至4000kN.m/m之间,粗大粒土的单位夯击能则在1000至3000kN.m/m之间。
(3)地基土的夯击遍数。强夯地基处理的夯击遍数可以依据工程地基土的夯击能加固深度和性质来决定,但是一般情况下,地基土的夯击遍数在2~3遍左右,最后一遍要采用低能量来满夯。对于黏性土可以适量的增加夯击遍数,而对于渗透性大的地基土可适量减少夯击遍数。
(4)地基土的夯击次数。地基土的夯击次数是保证地基加固效果的重要因素,如果夯击次数过少就不能达到地基加固效果,而夯击次数过多,将增加夯击的费用,有时候可能导致地基土的承载力下降。所以地基土的夯击次数要依据现场试夯的次数和夯沉量形成的曲线来考虑,并遵循地基夯坑的四周突起量和压缩量来决定地基土夯击次数的重要原则。除此之外,还有满足一下三个条件:其一,地基土最后两次夯击的夯沉量平均值不能大于50mm。其二,不能因为夯坑过深的原因,而导致起锤困难问题的出现。其三,夯坑附近地面不能产生较大的隆起现象。
(5)地基土夯击的间隔时间。在地基土夯击过程中,两遍夯击应该有一定的间隔时间,以保证强夯地基土的时候,消除地基土中超静孔隙的水压力,所以夯击的间隔时间也与地基土超静孔隙水压力的消除时间有着密切关系。地基土超静孔隙水压力的消除时间主要依据地基土的性质、夯点间距等来确定。对于渗透能力较差的地基土,一般需要几周的消散时间,而对于渗透能力较强的地基土,只需要几分钟或者2~3小时。对于夯点间距较小的,消散速率较慢,而夯点间距较大,则消散速率较快。
(6)地基土强夯点的布置。地基土强夯点的布置的合理性关系到地基夯击效果和夯击费用,所以地基土强夯点的布置十分重要。夯击点布置的位置可以依据工程结构的类型来考虑,可利用正方形、等腰三角形或者等边三角形来布置。首遍夯击点的间距应在5~10m之间,其余夯击点的间距可以和首遍的相同,也可以依据实际情况适量缩小。而在地基处理深度比较大或者夯击能比较大的情况下,首遍夯击点的间距可以增加一些。
(7)强夯点的加固范围。依据建筑工程基础产生的应力扩散反应,强夯点的加固范围应该比建筑工程基础范围要大一些,超出范围可以依据建筑工程结构类型来确定。一般超出建筑基础的宽度应该为地基处理深度的1/2至2/3,但是不能小于3m。
2强夯地基处理法施工技术及工艺要点分析
2.1施工前的准备工作
强夯前应查明场地范围内地下构筑物、管线和其他设施的位置及标高等参数,并采取必要措施加以妥善处理,以免强夯施工时造成损坏。当场地地下水位或夯坑内积水影响施工时,宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散材料。当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或其他设施会产生有害影响时,应采取防振、隔振或其他必要措施。
2.2试夯
强夯施工前,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,通过试夯,确定每点夯击次数,确定大面积强夯施工的施工方案。如有条件,应在试夯前和试夯后,采用动力标贯对试夯场地进行测试,通过测试数据对比,检验强夯效果,确定工程采用的各项强夯参数。夯点的夯击次数,应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定,且应同时满足下列条件:(1)最后两击的平均夯沉量不大于100mm;(2)夯坑周围地面不应发生过大的隆起;(3)不因夯坑过深而发生起锤困难。
2.3强夯施工技术及工艺要点
强夯前用推土机进行场地平整,以利于起重设备行走,场地周围做好排水沟,按夯点布置测量放线,用白灰浆作标记确定夯位。夯前先测地面初始高程,按设计及试夯确定的夯点布置形式和间距,依次完成第一遍及第二遍点夯,然后进行按设计要求进行满夯。具体施工工艺如下:(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)起重机就位,夯锤置于夯点位置;(4)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(5),按设计规定及试夯确认的夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击;(7)换夯点,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)在规定的时间间隔后,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,满夯的夯印搭接部分不应小于锤底面积的1/3,并测量夯后场地高程。
3强夯法施工质量控制措施
(1)开夯前应对夯锤进行过磅,确定夯锤质量(允许偏差±100kg),并用钢尺量的方法检查落距(允许偏差±300mm),以确保单点夯击能量符合设计要求;(2)由于强夯两遍夯点位置不同,在施工中夯点放线错误情况较易发生,因此在每一遍夯击前,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;(3)按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。由于强夯施工主要以单点夯击次数及最后两击平均夯沉量作为收锤标准,而施工中所采用的各项参数和施工步骤是否符合设计要求,在施工结束后往往难以检查,所以要求在施工中对各项参数及施工情况进行详细记录;(4)第一、二遍强夯间,第二遍强夯与满夯间应有适当的时间间隔,以利于消散土中因强夯而产生的超静孔隙水压力,其间隔时间长短取决于土中超静孔隙水的消散时间。(5)施工过程中需要用水准仪检测每个夯点的沉降量,应注意夯击振动对水准仪的影响,水准仪离夯击点应有足够的距离,避免夯击振动对其影响,以满足观测精度的要求。(6)满夯后的地表虚土层应进行机械碾压密实,以满足地基土的压实度要求。
4强夯法施工注意事项
(1)强夯夯锤的选择应综合考虑夯击能与起重机械的要求,夯锤过大则要求起吊能力大,夯锤过小则要求的起吊高度大。(2)施工与竣工后的场地均应设置良好的排水系统,防止场地被雨水浸泡。当天完成的夯坑应及时回填,整平压实,如遇暴雨,夯坑积水,必须将水排除后,挖净坑底淤土,使其晾晒或填入干土后方可继续施工。(3)在点夯过程中,可能会引起周围区域的隆起,因此要特别注意强夯点地面标高的变化值,隆起过大时应终止夯击,并会同设计人员共同研究,及时采取措施或有针对性地修正技术参数;当夯坑过深出现提锤困难,又无明显隆起,而尚未达到控制标准时,可将夯坑回填不超过1/2深度后,继续夯击。(4)夯击时锤底应保持平稳,夯位准确,如错位或坑底倾斜过大,应用砂土或其它透水性材料将坑底整平。(5)当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备产生有害影响时,应设置监测点,并应采取挖隔振沟等隔振或防振措施。(6)强夯机械50m范围内严禁无关人员靠近,风力达到6级以上时,不宜进行强夯作业;机械的检查保养与故障排除,应在停止作业后进行;测量锤顶标高时,应在机械放下吊钩后进行。
5结语
随着施工技术的革新与发展,强夯法和辅以碎石桩、塑料排水板等方法的强夯法处理地基被广泛应用,同时还出现了原土强夯和动力置换强夯等工艺。强夯法以其施工期短、费用低、效果明显、施工工艺简单等优点在建筑工程施工中被广泛推广应用,并取得了很好的社会效益和经济效益。
【参考文献】
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[2]陈思周.强夯法在软粘土地基加固处理工程中的应用[J].港工技术,2013(03):59-62.
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