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强夯施工技术要求及施工方法

2021-09-24 来源:乌哈旅游
强夯

百科名片

强夯法即强力夯实法,又称动力固结法。是利用大型履带式起重机将8-40吨的重锤从6-40米高度自由落下,对土进行强力夯实。适用于人工填土、湿陷土、黄土。 目录[隐藏]

第一节 一般规定 第二节 设计 第三节 施工 第四节质量检验

强夯法在湿陷性黄土地基中的应用探讨

[编辑本段] 第一节 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、杂填土和素填土等地基。对高饱和度的粉土与黏性土等地基,当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时,应通过现场试验确定其适用性。

2、 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。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建设规模及建筑类型确定。

[编辑本段] 第二节 设计

1、强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。在缺少试验资料或经验时可按下表预估。

单击夯击能(KN•m) 碎石土、砂土等 粉土、黏性土、湿陷性黄土等 ------------------------------------------------------------------- 1000 5.0~6.0 4.0~5.0 2000 6.0~7.0 5.0~6.0 3000 7.0~8.0 6.0~7.0 4000 8.0~9.0 7.0~8.0 5000 9.0~9.5 8.0~8.5 6000 9.5~10.0 >8.5~9.0

------------------------------------------------------------------ 注:强夯法的有效加固深度应从起夯面算起。

2、 强夯的单位夯击能量,应根据地基土类别、结构类型荷载大小和要求处理的深度等综合考虑,并通过现场试夯确定。在一般情况下,对于粗颗粒土可取1000~3000KN•m/m2;细颗粒土可取1500~4000KN•m/m2。

3、 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:

A.最后两击的平均夯沉量不大于50mm,当单击夯击能量较大时不 大于100mm。 B. 夯坑周围地面不应发生过大的隆起。 C. 不因夯坑过深而发生起锤困难。

4、 夯击遍数应根据地基土的性质确定,一般情况下,可采用2~3遍,最后再以低能量夯击一遍。对于渗透性弱的细粒土,必要时夯击遍数可适当增加。

5、 两遍夯击之间应有一定的时间间隔。间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时,可根据低级土的渗透性确定,对于渗透性较差的黏性土地基的间隔时间,应不少于3~4周;对于渗透性好的地基土可连续夯击。

6、 夯击点位置可根据建筑结构类型,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5~9m,以后各遍夯击点间距可与第一遍相同,也可适当减小。对于处理深度较大或单击夯击能较大的工程,第一遍夯击点间距宜适当增大。

7、 强夯处理范围应大于建筑物基础范围。每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2至2/3。并不宜小于3m。

8、 根据初步确定的强夯参数,提出强夯试验方案,进行现场试夯。应根据不同土质条件待试夯结束一置数周后,对试夯场地进行测试,并与夯前测试数据进行对比,检验强夯效果,确定工程采用的各项强夯参数。

[编辑本段] 第三节 施工

1、 一般情况下夯锤重可取10~20t。其底面形式宜采用圆形。锤底面积宜按土的性质确定,锤底静压力值可取25~40kPa,对于细颗粒土锤底静压力宜取小值。锤的底面宜对称设若干个与其顶面贯通的排气孔,孔径可取250~300mm。

2、 强夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时,可在臂杆端部设置辅助门架,或采取其它安全措施,防止落锤时机架倾覆。

3、 当地下水位较高,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。夯坑内或场地积水应及时排除。

4、 强夯施工前,应查明场地内范围的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等,并采取必要的措施,以免因强夯施工而造成破坏。

5、 当强夯施工所产生的振动,对邻近建筑物或设备产生产生有害的影响时,应采取防振或隔振措施。

6、强夯施工可按下列步骤进行: 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,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夯锤歪斜时,应及时将坑底整平;

6) 按设计规定的夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击; 重复步骤3)至6),完成第一遍全部夯点的夯击;

7) 用推土机将夯坑填平,并测量场地高程;

8) 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,并测量夯后场地高程。

7、强夯施工过程中应有专人负责下列监测工作:

1)开夯前应检查夯锤重和落距,以确保单击夯击能量符合设计要求;

2)在每遍夯击前,应对夯点放线进行复核,夯完后检查夯坑位置,发现偏差和漏夯应及时纠正;

3)按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯沉量。 8、施工过程中应对各项参数及施工情况进行详细记录。

[编辑本段] 第四节质量检验

1、检查强夯施工过程中的各项测试数据和施工记录,不符合设计要求时应补夯和采取其它有效措施。

2、强夯施工结束后应间隔一定时间方能对地基质量进行检验。对于碎石土和砂土地基,其间隔可取1~2周;低饱和度的粉土和黏性土地基可取2~4周。

3、质量检验的方法,宜根据土性选用原位测试和室内土工试验。对于一般工程应采取两种或两种以上的方法进行检验;对于重要工程项目应增加检验项目,也可做现场大压板载荷试验。

4、质量检验的数量,应根据场地复杂程度和建筑的重要性确定。对于简单场地上的一般建筑物,每个建筑物地基的检验点不应少于3处;对于复杂场地或重要建筑物地基应增加检验点数。检验深度应不小于设计处理的深度。

[编辑本段]

强夯法在湿陷性黄土地基中的应用探讨

强夯法处理地基是20世纪60年代由法国Menard技术公司首先创用的,这种方法是将很重的锤(一般为100~400kN)从高处自由落下(落距一般为6~40m)给地基以冲击力和振动,从而提高地基土的强度并降低其压缩性。此法最初仅用于加固砂土和碎石土地基。经过十几年的应用与发展,它已适用于加固从砾石到黏性土的各类地基土,这主要是由于施工方法的改进和排水条件的改善,强夯法由于具有效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点,很快传播到世界各地。

黄土作为形成地表覆盖层的次生物质,其分布相当广泛。在我国黄土覆盖面积多达60万km2,占国土面积的6%以上,其中西北黄土高原是我国湿陷性黄土最集中的地区。因此,对湿陷性黄土的处理以及技术、经济上的探讨,是一个既现实而又迫切需要解决的问题,强夯法处理湿陷性黄土地基技术在建设中大量运用并取得巨大的成就。 1 强夯加固湿陷性黄土的作用机理

黄土是由沙砾、粗粉粒、大孔隙胶结构组成,黄土湿陷性是由于水和外力的作用产生的显著附加下沉。强夯是将大吨位重锤起吊到一定高度后自由落下,在极短时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量,反复冲击及其产生的压缩波、剪切波和瑞利波,使土体受到瞬间的加荷(受压)、卸荷(受拉)及剪切的反复作用,土中孔隙压缩,同时土体周围产生裂隙,孔隙水

顺利排出,土体迅速固结,使土粒原有的接触形式破坏而产生位移,变为新的较为稳定的接触形式,从而达到增加土体密度、提高强度的目的。 2 强夯施工步骤

2.1 认真调查,确保强夯场地范围内的地下无构筑物。清除地表土,清除范围为路基坡脚外2~3m。整平后在场地上标出第一遍夯点的位置,点位偏差控制在±20cm范围内,并测量场地高程。

2.2 起重机就位,使夯锤对准夯点位置,测量夯前锤顶高程。

2.3 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夯锤歪斜时,及时将坑底整平。

2.4 重复2.3,完成一个夯点的夯击,即每个夯点夯6击。除满足最后2击平均夯沉量不大于50mm外,还要求总夯沉量不小于试夯总夯沉量的90%。

2.5 换夯点,重复2.2至2.4,直到完成第1遍全部夯点的夯击。用推土机将夯坑填平,并测量场地高程。

2.6 在规定的间隔时间后,按上述步骤逐次完成第2,3,4遍夯击。

2.7 选用锤质量为3t、落距为6m进行低能量满夯2遍,将场地表层松土夯实,要求后一遍与前一遍错开半夯;最后测量夯后场地高程。

2.8 灰土封闭。在基底地面铺设一层0.20m厚2:8灰土。施工时,石灰撒入土中,不洒水进行初拌,拌匀后应闷料8~12h,再进行洒水复拌,拌匀后即整平、压实;待强度检测合格后在灰土垫层上铺设一层防渗复合土工膜。

2.9 边坡加固。路基面下0.60m处铺设双向精编土工格栅,土工格栅每层垂直间距为0.50m,最上两层沿平面铺通,其余各层深入路堤边坡宽度2.50m,格栅距边坡线的距离不小于0.10m,土工格栅对应伸长率为10%时,纵横向抗拉强度不小于25kN/m。坡面液压喷播植草防护。

3 强夯施工监测

强夯施工除了严格遵照施工步骤进行外,还派有专人负责施工过程中的监测工作。 3.1 夯锤使用过久往往因底面磨损而使质量减小,落距未要求情况在施工中也常发生,这些都将影响单击夯击能,因此,开夯前必须检查夯锤质量和落距。

3.2 强夯施工中夯点放线错误情况常有发生,因此,在每遍夯击前,对夯点放线进行复核,夯完后检查夯坑位置,发现偏差或漏夯及时纠正。

3.3 由于强夯施工的特殊性,各项参数和施工步骤在施工结束后往往很难进行检查。在施工过程中,认真记录每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量等施工情况。 4 施工注意事项

4.1 现场试夯确定最佳夯击次数时,除最后2击平均夯沉量满足要求外,夯坑周围不应发生大的隆起。

4.2 当原地面含水量较大时,夯击前在该段落铺垫10~20cm厚的碎石。 4.3 强夯不宜在冬季施工。

4.4 加强强夯安全措施,确保施工人员安全。 5 强夯法处理湿陷性黄土的几点体会

5.1 强夯法和换土法、灰土挤密桩、灰土井桩、灌注桩比较,有其独特的优点,尤其适于土质结构不均匀、土质情况差异的地基,更安全可靠。更重要的是强夯法处理湿陷性黄土地基是最经济、最有效、速度快的一种方法。

5.2 对地基持力层为粉质黏土,饱和度大于60%,含水量大于塑限含水量3%,按规定不宜采用强夯时,认为采取如下处理措施,可进行强夯法施工。根据土质情况,进行人工成孔,做直径为300m的3:7或2:8灰土柱,灰为生石灰,土的干容重为1.60~1.70g/cm3左右,桩孔的深度为夯实厚度的1.20~1.50倍,桩孔的布置为三角形或梅花形,间距由计算而定(使其含水量降至17%的最佳含水量),人工填实即可。然后再进行强夯施工,可达到理想的效果。

5.3 强夯法在处理多层建筑软弱地基时在国内已取得不少经验,但对高层建筑尚未统一认识。

5.4 强夯法适合于连片开发的建筑群,应统一施工,不宜同时使用几种方法进行穿插施工,若同时使用,互相影响较大。采用强夯法施工,要求在作小区详细规划的竖向设计时,必须考虑强夯的夯沉量影响,因为强夯后场地标高(自然地势)有所降低。

5.5 由于强夯法在施工过程中,重锤下落时(约隔3min)要产生持续0.50~1s的地基振动。这种震波对邻近一定范围内的建筑物是没有损伤的。但其产生的噪音对附近居民有一定的影响,以适于建设现场的公害控制值75dB作为标准时,那么施工地点应离开住宅50m以外为宜。 6 结语

强夯法不仅能提高地基土的强度,降低其压缩性,还能改善抗振动液化的能力和消除土的湿陷性,因此它不仅适用于处理碎石土、砂土、粉土、黏性土、杂填土和素填土地基,还常用于处理可液化砂土地基和湿陷性黄土地基[1]。

浅谈大面积回填土地基强夯处理与质量控制措施

【摘要】采用强夯法对大面积回填土建筑场地地基处理,由于加固效果显著,强夯处理后的回填土承载力及沉降量均能满足基础结构设计要求。针对目前强夯法在哈尔滨地区应用较少,未来采用强夯法处理地基的工程会不断增加的情况,以哈尔滨某新建小区的工程实践为例,对新建小区大面积回填土地基强夯处理的施工程序与质量控制进行探讨。 【关键词】回填土;地基;建筑场地;强夯

【Abstract】Adoption the strong Hang method return to fill soil building place foundation processing to the big area, in order to reinforcing effect to show Zhao, strong Hang processing empress of return and fill soil loading dint and sink to decline quantity all an ability satisfy foundation structure design request.Aim at currently region of strong Hang method at Harbin application less, future adoption strong Hang method processing foundation of engineering would continuously increment of circumstance, with Harbin some new set up the engineering of small area practice for example, rightness new set up small area big area back to fill soil foundation strong Hang processing of construction procedure and quality control carry on study. 【Key words】Return to fill soil;Foundation;Building place;Strong Hang

地基强夯法是将夯锤提到高处使其自由落下将地基土夯实,经过多次重复提起落下,使地基表面形成一层较为均匀密实的硬壳层,从而提高地基承载力,降低其压缩性,改善地基性能。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度粉土与黏性土、素填土和杂填土等地基。强夯夯实的影响深度及加固效果与夯锤质量 锤底直径 落距 夯打遍数及土质条件等因素有关,需要通过现场试夯来确定。强

夯法具有加固地基效果显著、适用土类广 设备简单 施工方便、节省材料 施工期短、施工文明和施工费用低等特点。针对目前强夯法在哈尔滨地区应用较少,本文以哈尔滨某新建小区的工程实践为例,对新建小区大面积回填土地基强夯处理的施工程序与质量控制进行探讨。该新建小区的建筑场地大面积回填土,其最厚处达到7m,采用强夯处理地基在本地区尚属首例。 1. 工程背景

1.1工程概况。 哈尔滨某新建小区坐落在哈市近郊,是集居住、文化娱乐、休闲购物与一体的新型居住区,以7层砖混住宅为主,占地面积16万m2,总建筑面积34万m2。建筑场地地貌形态为松花江漫滩,整个场地地势起伏较大,最低标高122m,最高标高136m。根据场地竖向规划设计,场地内大部分回填土厚度在4m ~ 7m之间。 1.2地质概况。

土层分布情况,该工程地质概况是根据回填土方没有全部完成时,某一单体地质勘察报告揭示,土层分布大至为 6 层 1.3建筑物的基础。

根据地质报告和现场桩静载试验确定,建筑物基础采用予应力空心管桩,桩径采用 300、400 两种,桩端持力层为第 3 层粉砂层,桩长 15m 左右。现场回填土未经处理土质松散。为减少回填土沉降引起桩负摩阻对桩承载力的影响,有效地保证桩承载力充分利用;避免形成高承台基桩,防止桩产生倾斜保证桩的稳定;以及防止回填土沉降对地面使用功能的影响,经设计者与建设单位研究决定采用强夯处理回填土地基。要求夯实后的地基承载力特征值≥120kpa,此值的确定主要考虑到本工程采用桩基础可不必要求过高的地基承载力,可大大减小对夯击能量 土质含水量以及夯击次数的要求,同时也能满足建筑场地回填土压实系数>0.94的要求。强夯范围按《建筑地基处理技术规范》要求确定,每边超出建筑物基础外边缘的宽度每边外延 3.5 ~ 4m。同时要求夯实对沉降敏感的道路和管沟、广场等地基。

2. 强夯技术参数的确定与施工程序 2.1强夯技术参数的确定。

针对本工程具体情况,根据初步选定的技术参数,在施工现场选有代表性的场地进行试夯,选择最佳夯击遍数与最佳落距,确定最佳夯实效果与质量检验标准,通过现场试夯验证结果,并经过必要的修正后,最终确定适合于现场土质条件的施工参数

(1)夯锤。采用圆形锤,锤底面直径 D=2.2m,锤重 9.7 ~ 12.0t。

(2)夯击次数。强夯施工分两遍点夯进行,第一遍单点夯击 6 次,第二遍单点夯击 4 次,最后二击平均沉降量宜<5cm。

(3)夯击点间距。夯击点间距采用 1.5 ~ 2.0D(3.5 ~ 4.5m),平面布置采用方格形。

(4)地基有效加固深度。采用单击夯击能量1000kN.m,两遍共点击10次,有效加固深度4~5m。上述技术参数为强夯设计中的重要核心部分。

依据设计要求的有效加固深度,根据以往实践经验或参照建筑地基处理技术规范,初步确定单击夯击能和夯锤重量。夯击次数的试夯要求常以夯坑竖向压缩量最大,夯坑周围隆起量最小为基本原则,并应同时满足最后两击的平均沉降量不大于限值;夯坑周围地面不应发生过大的隆起;不因夯坑过深而发生提锤困难等原则。夯击遍数是以一定的连续击数,对整个场地的一批点完成一个夯击过程为一(下转第69页)遍。强夯施工应分遍间隔进行,以利于加固深部土层及孔隙水应力消散。夯击遍数根据地基土的性质确定,可采用点夯 2 ~ 3 遍,两遍夯击间隔时间取决于土中孔隙水压力消散时间,当缺少实测资料时,可根据地基土的渗透性确定,对于渗透性较差的粘性土地基间隔时间不应少于 3 ~ 4 周,对于渗透性好的地基可连续夯击。夯击点布置是否合理与夯实效果有直接关系,可根据基底平面形状进行布置,采用三角形或四边形布置夯点, 2.2施工程序。

强夯法的施工程序如下[1~3]:

(1)清理平整施工场地。

(2)标出第一遍夯点位置,测量场地高程。 (3)起重机就位,夯锤对准夯点位置。 (4)测量夯前锤顶高程,确定夯锤落距。

(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)按规定夯击次数及控制标准完成一个夯点的夯击。 (7)重复以上工序完成第一遍全部夯点的夯击。

(8)用推土机将夯坑推平、填土,按上述程序完成第二遍夯击。

(9)用 200 ~ 300KN·m 低能量满夯,将场地表层松土夯实,并测量场地高程是否符合要求。 (10)施工过程中,应随时检查各项施工参数和施工记录,不符合设计要求时应及时采取有效措施进行补救。 3. 质量控制

3.1施工过程的监测。

施工过程中应有专人负责下列监测工作:

(1)开夯前应检查夯锤质量和落距,以确保夯击能量符合设计要求。

(2)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夯击的沉降量。 3.2质量保证措施。

(1)为保证地基加固效果,雨季施工做好场地排水。 (2)下雨前将已夯完的夯坑及时推平,防止夯坑积水。

(3)起重机设防背杆缆绳,减轻起重机臂杆在夯锤落下时的晃动 反弹和避免机架倾覆。 (4)起重机应支垫平稳,遇软弱地基须用长枕木或路基板支垫。 (5)夯点中心位置用明显标志标出。

(6)强夯施工应有组织,有顺序进行避免漏点。

(7)夯锤落下后倾斜时,及时将夯坑填平。若倾斜超过 D/4 时(D 为夯锤直径),该击点无效,推平重夯。

(8)施工前组织全体人员进行技术交底。 (9)设专人负责现场质量检查,做好记录。 (10)强夯施工应严格按确定的强夯参数施工。 3.3强夯处理后地基承载力检验。

强夯结束两周后对强夯地基进行检测,检测手段采用钻探、原位测试方法。检验深度大于设计有效加固深度,每栋建筑检测 6 点,

检测结果为:标准贯入 =11,静力触探比贯入阻力 Ps = 5.1MPa,重型动力触探 N63.5 = 4.4,墙夯后的回填土地基达到稍密-中密状态,.综合分析上述测试结果,强夯处理后的地基承载力特征值满足 fak=120kPa 的要求 4. 结论

强夯法具有加固地基效果显著、适用土类广 设备简单 施工方便、节省材料 施工期短、施工文明和施工费用低等特点,在采用不适合耕地的低洼地经回填后作为建筑场地的情况下会得到较为广泛的应用。本文给出的强夯技术参数确定的方法和施工程序,以及强夯法质量控制的措施,对采用强夯法处理地基的工程具有一定的指导意义。 参考文献

[1]JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范[S]

强夯加固地基工法特点及要求(一)

1特点和适用范围

强夯法加固地基,适用范围广泛,可用于湿陷性黄土、碎石土、砂土、一般粘性土、软土以及工业或生活垃圾等各种填土地基。对于非饱和土地基,强夯加固效果显著,在呈流塑状的淤泥中抛填碎石、(钢渣、矿渣)进行强夯挤淤也能取得较好的效果。

强夯法一般采用重力为80kN(8t)以上重锤,起吊到6m以上高度,垂锤呈自由落下,对土体进行强力夯实。它是一种既能提高地基强度,降低其压缩性,又能改善其抵抗地震液化的强力和消除土的湿陷性的地基加固方法。 该法所用设备简单,质量控制方便,适用范围广泛。对饱和土地基加固效果的好坏,关键在于排水,如饱和砂土地基渗透性好,超孔隙水压力容易消散,夯后固结快。对于饱和粘土或淤泥质土,由于渗透性差,必须慎重对待。 强夯法加固地基,能代替某些桩基础而节省钢材、木材和水泥,而且速度快、效果好、投资少,是一种经济、简便的地基加固方法。

1.1强夯法最适宜的施工条件: (1)处理深度一般不超过15m; (2)地下水位距地表面2~3m为宜; (3)夯击对象最好为粗颗粒土组成;

(4)施工现场距原有建筑物应有足够的安全距离,一般宜大于10m; (5)对于饱和软土,地表面应铺一层较厚的砾石、砂士等填料。

2加固目的及要求

不同地基和工程有不同的加固要求:

2.1以提高地基承载力,消除不均匀变形为主。

2.2对地震液化地基,加固后应消除液化。不同的液化地基有不同的要求。

2.2.l对饱和砂土地基,加固后标准贯入锤击数N63.5值大于按下式计算出的N'值时,视为不液化: N'=N′[l+0.125(ds-3)-0.05(dw—2)] (1)

式中:N'——饱和砂土所处深度为ds,室外地面到地下水位距离为lm时,砂土液化临界标准锤击数; N'——当ds=3m,dw=2m时,砂土液化临界贯入锤击数。当设计烈度为7、8、9度时,其数值分别为6、10、16; ds——饱和砂土所处深度(m); dw——室地面到地下水水位距离。 2.2.2轻亚粘土可按下式计算: N″=14.5+0.5ds—2.4dw—Mc。(2) 式中:Mc——粘粒含量,以百分数为单位。

当实际标贯击数N63.5大于计算值N″值时为不液化。

2.3对湿陷性黄土地基加固,要求消除湿陷性,其湿陷系数应按下式计算: (3)式中: δs——湿陷系数;

hp——保持天然湿度和结构的土样,加压至一定压力时,下沉稳定的高度(cm); hP′——上述加压稳定后的土样,在侵水作用下,下沉稳定后的高度(cm); ho——土样的原始高度。

强夯加固后地基湿陷系数δs <0.015时为消除湿陷性。 2.4对软弱土地基加固,着重于提高地基土的强度和减少变形。

3施工准备 3.l机具准备 3.1.1夯锤

3.l.l.l夯锤所用材料

夯锤可用钢制,也可采用钢板壳,内填钢筋头、钢砂或浇灌混凝土制成。铸铁和铸钢材料制成的夯锤,体积小重心较低,稳定性强,回弹幅度不大,效率高。大吨位的可做成装配式的铸钢夯锤,以利运输。

3.1.1.2夯锤形状

夯锤形状可为圆柱形、方形、梨形、球形等形状。为了减少或消除锤提升时土与锤之间的吸附力,以避免增加起重机的负荷,夯锤应设4~6个从锤底贯穿于锤顶的排气孔。 3.l.l.3夯锤尺寸

夯锤单位面积可根据以下原则进行选则: (l)夯锤单位面积的静压力宜在25~40kPa;

(2)夯击能级在2000kN•m以下时,单位面积的冲击能宜为300~500kN·m/m2; (3)夯击能级在3000kN·m以上时,单位面积夯击能宜在600~800kN·m/m2;

(4)对于砂土和碎石土等,应选用较小面积的锤;对于软土、淤泥及淤泥质土等应选用较大面积的锤;对于轻亚粘土、黄土等应选用中等面积的锤。 3.1.1.4夯锤重量

夯锤最佳重量可根据下式决定: M=(l+K/2)AγR (4) 式中: M——夯锤重量(t); K——有效加固影响深度系数; γ——地基土的天然容重; A——夯锤底面积(m2); R——夯锤底半径。

使用式(4)时应注意以下几点:

(1)当夯锤底面为曲面时,其底面积A为投影面积;夯锤半径R相应于投影圆的半径; (2)地基土的天然容重γ为强夯处理前的地基土设计有效加固深度范围内的加权平均值; (3)有效加固影响深度系数K值此处取值为0.5~0.7。 3.1.1.5夯锤排气孔的设置

(l)夯锤上排气孔的总面积约占夯锤投影面积的15%左右; (2)排气孔设置要分布均匀,上下贯通,其数量为4~6个; (3)排气孔的中心一般在夯锤投影面半径的中点; (4)如果制作允许,也可做成上小下大的喇叭口;

(5)如果是钢壳的混凝土锤或用于饱和粘性土等软土地基加固的夯锤,其孔径可适当增大,以利排气和清孔。 3.l.2起重设备

3.1.2.l起重设备应根据夯锤重量选择。

3.1.2.2起重设备可采用履带式、轮胎式吊车及强夯专用三脚架,宜优先选用履带式吊车,其起重能力一般不小于15t。

3.1.2.3当吊车的起重能力小于夯击要求(即锤重×锤到吊车中心位置的距离)时,可在一定范围内,增设龙门架支撑;亦可由二台吊车组合成“双机组合吊车”进行施工。 采用轮胎吊强夯,应与龙门架支撑配合施工。

3.2现场准备

3.2.1施工场地应平整,并经推土机压实,以承载吊车及夯锤的重量。 3.2.2测量放线,放出夯击范围及夯击点的位置。

3.2.3如邻近有建筑物时,应距强夯点一定距离内挖好隔振沟。

3.2.4准备好配套的推土机、自动脱钩装置、夯锤、经纬仪、水平仪、滑轮、钢丝绳及绳扣等机具。

3.3劳动组织(每台班) (l)工长兼技术员1名; (2)测量兼沉降记录员1名; (3)现场操作指挥,兼扶塔尺1名; (4)挂钩1~2名; (5)吊车司机1名。

4试夯

4.1试夯的工作内容

4.1.l根据工程地质勘察报告及加固要求,在施工现场选取一块有代表性的试验区,其面积不小于20×20m2;该试验区亦可选在需加固的地面上。

4.1.2按选定的夯锤用不同击数(或不同高度)进行夯击。

4.1.3根据试验要求在试验区内的不同点和不同深度处埋设孔隙水压探头,做好夯前、夯后的孔隙水压的跟踪测定,确定强夯间歇时间。

4.1.4进行沉降观测,并准确记录。

4.1.5整理静力触探等测试结果,确定强夯遍数及每遍夯击次数。 5施工参数的确定 5.l有效加固范围 5.l.1加固范围 5.2间歇时间

每遍强夯之间的间歇时间,应根据孔隙水压力消散时间的长短而定。

加强在间歇时间中对孔隙水压力的观察,当孔隙水压从峰值消散到稳定值后所需的时间即为合理的间歇时间。砂土可不考虑间歇时间的影响。 5.3夯击点布置

5.3.l对基础面积大或粘性土,宜用正方形网格布置。 5.3.2对条形基础可采用“点线插档”法布置。

5.3.3柱基宜采用点夯,对加固深度较大的工程,可按土层厚度不同,分二遍以上点夯,最后一遍满夯。 5.3.4对砂性土或填石地基和土夹石填料可用连夯法布点夯击。 5.4夯击击数的确定

夯击击数的确定,是根据地基加固后应达到规定指标来确定的。夯击要求竖向压缩最大,侧向移动最小。 5.4.l对于非饱和土或填土,可将最后两击的下沉量之和的平均值小于4cm作为每点的夯击击数。 5.4.2对于饱和粘性土,应以孔隙水压力上升到最大值即等于土体自重: Ut=9.80665×10-2γ·ho (8) 式中:Ut——孔隙水压力(kPa); γ——土的容重(g/cm3); ho——上覆土层厚度(cm); 或出现液化现象来控制夯击击数。 5.5夯击遍数

确定夯击遍数的原则是根据压缩层厚度、土质条件和计算沉降要求来确定。土体压缩层越厚,土的颗粒越细,含水量越高,夯击的遍数宜多;当夯击沉降量为计算最终沉降量的80~90%时,即视为夯击完毕。

监理综合辅导:强夯地基施工监理之浅见

强夯地基施工在广东的深圳、东莞、清远、河源等地区应用较为广泛。较之桩基工程,其优势是可以节省大量投资,但如果对强夯地基认识不足或者施工质量控制不好,也容易造成基础沉降过大而使梁板开裂。笔者就曾经处理过此类质量事故,故认为很有必要对强夯地基的施工监理谈点浅见,下面抛砖引玉浅谈几点看法。 1.强夯地基的适用范围

一般来讲,强夯地基适用于处理碎石、砂土、杂填土(不含生活垃圾)、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土等,但笔者认为,现场监理尚应该参照地勘报告,掌握有关技术指标,如土层颗粒的组成,孔隙比,液性指数、塑性指数、饱和度、渗透系数等;对于有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的杂填土,还要查清杂物的分布范围、深度、有机质含量及是否对基础有侵蚀性。由于湿陷性土浸水后会产生附加沉降,其湿陷系数也应作为一项控制指标。工程中是否考虑选用强夯基础是由设计决定,但监理在必要时应提醒设计对以上技术指标作综合考虑。如东莞市樟木头镇一厂房工程,设计选用了强夯地基,但经过对比地勘资料,监理提醒设计注意在地勘报告中反映了部分回填土中含有大量木糠,经查清其分布范围及埋深后设计采取了相应的技术处理措施,从而确保了工程的施工质量。 2.强夯地基的影响深度 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)中,对强夯地基处理的有效深度并没有一个明确的规定,设计规范中仅谈到“处理有效深度应通过试验确定”。在行业标准《建筑地基处理技术规范》6.2.1表中,也仅给出了有效深度的预估值,如当选用最大单击夯击能(8000KN.M)时,其有效加固深度为10米左右。根据强夯法创始人梅那提出估算强夯影响深度的公式H≈ (m为夯锤质量,h为锤落距),从理论上说,可以影响到这一深度,公式对施工有一定指导意义。故理论与实际总是有差距的,由于影响有效加固深度的因素太多(如施工季节、地下水位等),根据笔者多个工程实践的经验,建议采用强夯法施工的处理深度控制在6-8米以内为好。对于回填土超过10米的场地,应慎用强夯法进行地基处理。当处理深度超过8米以后,虽然载荷试验反映的地基承载力特征值可以达到设计值,但载荷试验采用的毕竟是一个短期荷载,由于8米以下土层的强夯加固质量较难保证,容易产生日后的地基变形。 3.强夯地基的施工监控

由于强夯地基的许多技术参数都要求在试夯及施工过程中确定,因此,加强对强夯地基的试夯及施工监控,及时掌握各项技术参数尤为重要。强夯施工开始后,监理工程师应进行全程旁站检查,重点是要对设计参数进行验证,发现偏差应及时反馈给设计。 监理工程师在监控中应注重做好以下几点:

3.1掌握设计意图:对夯实范围、布点范围、处理深度、单击夯击能、夯击遍数及间隔时间、处理后应达到的地基承载力特征值等要了解透彻。

3.2审核施工单位资质:要求施工单位必须具备相应地基与基础工程专业施工资质;要求项目经理、技术负责人,主要岗位技术工人必须持有效岗位证书上岗。

3.3认真审核施工方案:了解设备的技术性能,施工工艺,质量及安全保证措施,工程的重点、难点及应对措施,特殊情况下的应急措施等。 3.4旁站检查与记录

旁站的重点是检查施工设备的完整性及安全性,严禁设备带病作业;检查夯锤重量及量

测夯锤落距,并作出明确标记;检查夯点的夯击次数和每击的夯沉量;完成每遍夯击后量测夯坑深度及地面标高;掌握对夯击过程中出现的异常情况进行处理的措施等。同时,应认真做好旁站记录,特别应对有关技术参数精确记录,并与设计参数及时进行认真对比,发现异常要立即进行技术处理。

3.5安全控制:一是施工安全控制;二是对周围环境的影响控制。 4.强夯地基质量的检验及验收

强夯地基的质量验收标准在规范(GB50202-2002)的4.6.4条中有明确规定,但笔者认为,监理工程师还应该注重以下几点:

4.1注重过程检验:在每遍夯击之前,要进行复线,确保不发生漏夯现象;要重点检查锤重和落距,确保单击夯击能符合设计要求。 4.2注重收锤标准必须同时满足三项条件:一是最后两击的平均夯沉量不应大于设计值;二是夯坑周围地面不应发生过大的隆起;三是不应发生异常现象,如相邻两点击夯后夯坑过深提锤困难。

4.3注重夯击间隔时间:两遍之间的夯击间隔时间与土的含水率、水位高程、季节气候有关。据笔者经验,认为间隔30天左右较为合理。当条件较好时可以适当缩短,但最好不要少于20天,反之,则要适当延长。

4.4注重施工质量的检验:一是检测值必须同时满足设计对地基的承载力要求和变形要求;二是地基载承力检测要在施工完成后间隔一定的时候再进行。间隔时间的长短主要由现场的土质情况决定,通常砂、碎石土应隔20天左右,粘性土等应隔30天左右;三是要挑选场地及施工过程中较为异常的地方作检测,如回填土埋深较大处,夯坑较深处,建筑物转角处,高差变化及受力最大的重要部位处等。 5.结束语

5.1强夯地基施工应注重理论与实践经验相结合,某地的成功经验不等于用在其它地区也能成功,一定要结合基地情况认真进行理论分析,提出科学的设计方案。

5.2强夯地基施工强调过程控制,强调用经验来指导施工,切忌忽视过程技术数据,只看最终检测结果的情况发生。

5.3加强强夯施工完成后的监测,对上盖工程施工全过程一定要定期沉降监测,做好监测记录。

施表1 工程技术交底卡片

施工单位:中冶天工建设有限公司和榆高速公路LJ8合同段项目部 合同号:HYLJ8

监理单位:北京德通达交通工程监理咨询有限责任公司和榆高速公路LJJL3监理部 编 号: 工 程 名 称 桩号及部位 强夯技术交底 施工时间 工程项目 2010年 3 月 13 日 强夯技术交底 技 术 ∧ 设 计 ∨ 要 求 一, 基本要求 1. 施工前将公路用地范围的路基表土,种植土,腐殖土,淤泥,树根全部挖出,清表厚度不小于30厘米,并不得小于设计要求。 2. 强夯,重夯和中级碾压地基处理施工前,应对地基土进行相关试验。根据地形情况每隔50~100米取一处进行图样分析。确定最佳含水量和最大干密度,以指导地基夯(压)实施工。因路基冻融或下雨造成地表湿软,应清除软土或翻挖晾晒,否则影响夯(压)实质量。 3. 为保障强夯作业安全,夯锤提升高度一般不得大于15米,强夯机械与夯锤要配套,不得用低夯能的强夯机配高夯能的夯锤。 4. 起重设备:宜选用起重能力大于锤重1.5倍~2.0倍的履带式起重机或其它起重设备,但必须满足提升高度的要求,并应设置安全装置。 5. 夯锤:可用铸钢或钢筋混凝土制作,夯能较大时宜用钢锤,其地面形式宜采用圆形。夯锤面积视具体情况而定,一般对湿陷性黄土为4~6平方米,锤底净压力为30~35Kpa;对于粘性土为3~4平方米,锤底净压力为30~40Kpa;对砂土、碎石土、人工填土为2~4平方米,锤底净压力为40~45Kpa。应控制夯锤的高宽比,防止产生偏锤现象,一般黄土地段可采用在1:2.5~1:2.8。 6. 强夯施工前应查明现场范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等,并采取必要的措施,以免因强夯施工而造成破坏。2000KN.m以下强(重)夯距地面、地上障碍物的水平距离不得小于20米,距地下障碍物的水平距离不得小于10米。强夯离居民区或建筑物较近可能对其产生损害时,应挖隔震沟,隔震沟沟底标高应低于建筑物基础底面标高,沟深不小于2米。当强夯离居民区或建筑物距离小于等于100米时,不宜强夯,应采取其它处理方法。 7. 路基冻融前不得进行地基夯(压)实。 8. 施工作业严格按照《公路工程施工安全技术规程》和现行的国标《起重机械安全规程》的要求执行。 二.冲击碾压工艺要求 1.冲击碾压适用于挖方路段、地势开阔的Ⅰ、Ⅱ级非自重湿陷性黄土填方路段。要求地下水位低于3米,饱和度Sr≦60%,土的天然含水率ω宜控制在最佳含水率ωop的-4%,+2%之间,详见图纸要求。 2.构造物顶部以上填土高度大于2.5米或填石高度大于3米,土工格栅等合成材料竖向填土厚度大于1.5米,可直接进行冲击压实。 3.安全距离: 冲击碾压水平安全距离 构造物类型 U型桥台和涵洞通冲压水平安全距离 距桥台翼墙端或涵洞通构造物类型 导线点、水准点、电冲压水平安全距离 10米 道 其余类型桥台 重力式挡墙 扶壁(悬壁)式挡墙 道5米 10米 距墙背内侧2米 距扶壁内侧2米 线杆 地下管线 互通式立交桥梁 建筑物 5米 10米 30米 4.施工:冲击碾压可采用YCT25型、25KJ或功率更大的三边型冲击式压路机,施工时整平地面,先进行试压,以确定实际所需的压实遍数,但不得小于设计的压实遍数。冲击碾压距路肩外缘宜保持1米的安全距离,形式速度宜为10—12Km/h。冲击碾压采用来回错轮的方式,轮迹之间不重叠。对于双轮冲击压路机应按通过两次为一遍(轮宽0.9米,轮内距1.17米,第二次从两轮中间通过,碾压间歇在第二遍时必须压实),压实宽度4米为计算单元;采用单轮冲击压路机按轮宽计算,全部通过一次为一遍。在冲击碾压过程中若表面出现较大起伏,使用推土机整平,若出现弹簧土现象,应换填石渣(砂砾、片石等)处理,若表面过干,需及时洒水。冲击碾压最后5遍的沉降量不得大于1厘米。 冲击碾压完成后,检测碾压面1米深范围压实度不小于90%。 三、强夯和重夯工艺要求 1. 强(重)夯适用于Ⅱ、Ⅲ级自重湿陷性黄土填方路段、地势较窄的Ⅰ、Ⅱ级非自重湿陷性黄土填方路段(按设计段落和具体情况而定)、高填方原地面、桥头路基、桥涵基坑处理。 2. 强(重)夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时,可在臂杆端部设置辅助门架,或采取其它安全措施,防止落锤时机架倾覆。 3. 强(重)夯施工前,应对地基进行整平碾压,测量放出夯点,做出醒目标志。 4. 强(重)夯施工前应进行试夯,价差是否满足要求,否则应调整落距和夯击次数,必要时增加锤重,再进行试夯。 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 2000KN.m强夯:点夯最后两击夯沉量之和应不大于10厘米,最后两次夯沉量之差应不大于5厘米;1000KN.m强夯:点夯夯击最后两击的平均沉降量要求不大于2厘米。 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。 5.强夯施工时,若地下水埋深小于两米时应铺设透水性较好的垫层,垫层顶离地下水位的距离应大于2米。 6.强(重)夯施工完成后,应通过标准贯入、静力触探等原位测试,测量地基的夯后承载力是否满足设计要求。 7.强夯置换完成后,采用动力触探试验检测承载力是否满足设计要求。 8.强夯施工可按下列步骤进行: 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,则两锤顶高程,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按实际规定的夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击;重复步骤③~⑥,完成第一遍全部夯点的夯击; ⑦用推土机将夯坑填平压实,并测量场地高程; ⑧在规定的时间间隔后,按上述步骤逐次完成全部夯击遍数,最后用低能力满夯,将场地表层松土夯实,并测量夯后场地高程。 9. 强夯施工过程中应有专人负责下列监测工作: ① 开夯前应检查夯锤重和落距,以确保单击夯击能量符合设计要求; ② 在每遍夯击前,应对夯点放线进行复核,夯完后检查夯坑位置,发现偏差和漏夯应及时纠正; ③ 按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯沉量。 10. 施工过程中应对各项参数及施工情况进行详细记录。 11. 2000KN.m强夯:适用于对承载力要求较高或湿陷性黄土桥涵地基补强处理,具体处理段落按会议纪要确定的段落。锤重可采用15~20T直径2米~2.5米的圆柱形钢锤,处理宽度为地基宽度加2米。强夯前先整平碾压,施工时采用第一、二遍点夯、第三遍满夯的施工顺序,每一遍的间隔时间为5天,一、二遍点夯完平均点距为3米。第一遍点夯施工时,夯点在平面上以等遍三角形布置,夯点间距采用6米,夯击次数一般采用8次(具体次数按最后两击夯沉量确定),夯击完成后整平压实;第二遍夯击点位于第一遍夯点之间,间距3米,夯击次数一般为8次(具体次数按最后两击夯沉量确定);点夯最后两击夯沉量之和应不大于10厘米,最后两次夯沉量之差应不大于5厘米。满足上述条件后,整平压实进行第三遍满夯,第三遍采用1000KN.m夯能满夯夯平,每点夯击三次,夯痕以1/4D搭接。夯击过程中出现弹簧土情况,则在行坑内填片石挤淤。夯点布置图如下: 6m6m6m注:1、实线夯击点为第一遍布置点2、虚线夯击点为第二遍布置点搭接1/4D 12. 1000KN.m强夯:适用于桥头路基处理、承载力要求不高的非湿陷性黄土桥涵地基补强处理搭接。夯击过程中出现弹簧土情况,则在行坑内填片石挤淤。 夯点布置图如下: 4.8m4.8m4.8m注:1、实线夯击点为第一遍布置点2、虚线夯击点为第二遍布置点第三遍搭接1/2D 13.500KN.m重夯:适用于Ⅱ、Ⅲ级自重湿陷性黄土填方路段、地势较窄的Ⅰ、Ⅱ级非自重湿陷性黄土填方路段,填方路基追密,具体处理段落按设计和会议纪要确定的段落。锤重采用5T,直径1.5米的圆柱形夯锤,锤底静压力值不小于20Kpa,夯击时地基土宜为最佳含水量,处理宽度及工艺按设计图纸说明。 14.强夯置换:适用于饱和状软土地基和其它含水量较大、强夯无法固结的地基处理,除满足强夯的要求外,还应注意一下事项:锤底静压力可取100Kpa~200Kpa(相同重量的夯锤宜选用较小锤径,如2000KN.m强夯置换可选用锤重18T,锤径1.5米的钢锤),置换材料如片石等粒径不宜大于夯锤地面积直径的0.2倍,粒径大于300毫米的颗粒含量不宜大于总质量的30%。对于桥涵基础,强夯置换墩间距可取1.5倍~2倍锤径(3米左右),墩顶应铺设一层厚度不小于50厘米的垫层,垫层材料采用水稳定性较好的砂砾、碎石,粒径不大于10厘米。施工工艺参见《路基施工技术规范》的相关要求。 质 量 标 准 交 底 人 技术负责人

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