陜西某機場遷建工程強夯施工質(zhì)量控制方法與檢測施工工法

1、強夯施工質(zhì)量控制方法與檢測一.前言強夯法常用來加固碎石土、砂土、非飽和粘性土、雜填土地、濕陷性黃土等類地基基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于工民建、公路、鐵路路基、機場跑道、碼頭等地基處理工程。具有效果顯著、設(shè)備簡單、施工方便、適用范圍廣、經(jīng)濟易行和節(jié)省材料等優(yōu)點。它通過用巨錘(錘重一般為80250kn)從高處自由下落(落距一般為840m)對地基施加巨大的沖擊能及沖擊波，使土中出現(xiàn)很大的沖擊應(yīng)力，由于土由固液氣三態(tài)組成，土體中產(chǎn)生瞬間變形，土層孔隙壓縮，土體局部液化，在夯擊點周圍產(chǎn)生裂縫，形成良好的排水通道，土中的孔隙水和氣體逸出，使土粒重新排列，經(jīng)時效壓密達到固結(jié)，從而提高地基承載力，降低其壓縮性。強夯法還能

2、改善砂類土抵抗振動液化的能力，消除濕陷性黃土的濕陷性，是一種經(jīng)濟和有效的地基加固方法。二. 強夯施工1.施工準備施工前，應(yīng)調(diào)查強夯范圍內(nèi)地表附著物與地質(zhì)情況、地下構(gòu)造物和各種地下管線的位置及標高等，對影響施工的各種不利因素，采取切實可行的措施消除各種隱患。當強夯施工所產(chǎn)生的振動對鄰近建筑物及建筑物內(nèi)人員或設(shè)備可能產(chǎn)生有害的影響時，應(yīng)設(shè)置監(jiān)測點，采取挖減振溝等隔振或防振措施。并做好現(xiàn)場臨時防護與排水。2.編制施工組織設(shè)計施工前應(yīng)編制施工組織設(shè)計，內(nèi)容包括施工方法與施工工藝、機具選擇、人員組織以及施工總平面布置、計劃進度、質(zhì)量與安全、環(huán)境與文物保護等。3.強夯試驗采用強夯法處理不良地基，應(yīng)先按照設(shè)

3、計圖紙采用不同的夯擊能、夯擊次數(shù)首先進行試驗段施工。強夯處理前，一般都有勘察單位提供的勘察報告，里面有不同深度處原狀土的天然密度（干密度）、天然含水量、地基承載力、濕陷性系數(shù)等，若有條件可在現(xiàn)場不同深度處取原狀土測其天然密度（干密度）、天然含水量、地基承載力、濕陷性系數(shù)等，并做土的液塑限試驗，或進行夯前標準貫入試驗及靜力觸探試驗；以備在強夯處理完畢后質(zhì)量檢測時采用上述對應(yīng)的方法進行對比。施工前要測量夯錘落距。通過檢測不同夯擊能、夯擊次下不同深度土的干密度、地基承載力、含水量、濕陷系數(shù)、夯沉量，判定濕陷是否消除或消除濕陷深度及地基承載力是否滿足設(shè)計要求，同時控制最后兩擊夯沉量符合設(shè)計要求。施工中

4、應(yīng)詳細記錄總沉降量和高程。 按不同夯擊能、夯擊次數(shù)處理地基后，分別在不同部位取土樣，完成固結(jié)試驗和密實度及標準貫入等試驗，同時完成不同深度處地基承載力試驗。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)判斷：達到要求地基承載力或處理深度時，合理的夯擊能所對應(yīng)的最佳夯擊數(shù)、夯沉量、干密度及承載力，并以最佳夯擊數(shù)所對應(yīng)的夯沉量、干密度及承載力作為施工控制指標。試夯注意事項：（1）試夯時夯點的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求及地基的復(fù)雜程度、土質(zhì)的均勻性和建筑物類別等綜合因素確定。在同一地基內(nèi)如土性基本相同，試驗段施工可在一處進行；否則，應(yīng)在土質(zhì)差異明顯的地段分別進行。（2）在試夯過程中，應(yīng)測量每個夯點每夯擊1次的夯沉量。（3）試夯結(jié)束后，應(yīng)從

5、夯前原地面起至其下2.5或4.0m深度內(nèi)，每隔0.51m取土樣進行室內(nèi)試驗，測定土的干密度、濕陷系數(shù)等指標，必要時，可進行靜載試驗或其它測試。（4）當測試結(jié)果不滿足設(shè)計要求時，應(yīng)調(diào)整有關(guān)參數(shù)（如夯錘質(zhì)量、落距、夯擊次數(shù)、夯點間距等）重新進行試夯。（5）通過試夯，可以確定在不同夯擊能下處理地基能達到的有效深度，為施工提供有關(guān)參數(shù)，并可驗證強夯方案在技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟上的合理性。（6）夯擊次數(shù)和最后2擊的平均夯沉量，應(yīng)按試夯結(jié)果或試夯記錄繪制的夯擊次數(shù)和夯沉量的關(guān)系曲線確定，夯擊次數(shù)以達到最佳次數(shù)為宜。4.強夯施工參數(shù)的確定強夯施工參數(shù)應(yīng)依據(jù)工程場地的土質(zhì)情況和具體工程質(zhì)量要求以及試夯參數(shù)確定，

6、主要參數(shù)有：有效加固深度、單位夯擊能、夯點的布置及間距、單擊夯擊數(shù)及夯擊遍數(shù)等。1）有效加固深度有效加固深度既是強夯加固效果的表示，又是選擇地基處理方法的重要依據(jù)，它反映了處理效果。根據(jù)我國的實踐經(jīng)驗，一般按下式計算公式：式中：h有效加固深度(m)；w夯錘重（kn）；h為落距（m）；與土的性質(zhì)和夯擊能等因素有關(guān)的系數(shù)，一般變化范圍為0.50.9。根據(jù)工程地質(zhì)條件和設(shè)計要求，如某工程取0.45。則計算出土層的有效加固深度h=4.5m。2）單擊夯擊能錘重m(kn)與落距h(m)是影響夯擊能和加固深度的重要因素，設(shè)計中按單點夯擊能考慮。ewh （2）式中：e單擊夯擊能（knm）。w夯錘重（kn）；h

7、為落距（m）；3）夯點的布置及間距為了使夯后地基比較均勻，對于較大面積的強夯處理，夯擊點一般可按三角形或正方形布置夯擊點，這樣布置比較規(guī)整，也便于強夯施工。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可采用正方形布置。夯點間距采用4.0m（5.0m）；滿夯時夯點彼此搭接采用1/3夯錘直徑。4）單點夯擊數(shù)及夯擊遍數(shù)夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)、夯擊功能與有效加固深度確定。單點夯擊數(shù)采用12擊，夯擊遍數(shù)為三遍。第一遍：主夯，間距4.0m，正方形布置點位，單點夯擊12擊；第二遍：副夯，在各主夯點位中間穿插進行，間距4.0m，正方形布置點位，單點夯擊12擊；第三遍：滿夯，采用夯點彼此搭接1/4夯錘直徑連續(xù)夯擊。滿夯的目的在于將場

8、地表層松土夯實。5）處理范圍強夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計處理深度的1223，并不小于3m。5.施工程序與施工要點5.1主要施工程序：清理、平整場地現(xiàn)場標出第一遍夯點位置、測量場地高程起重機就位、夯錘對準夯點位置測量夯前錘頂高程將夯錘吊到預(yù)定高度脫鉤自由下落進行夯擊，測量錘頂高程往復(fù)夯擊，按確定夯擊次數(shù)及控制標準，完成一個夯點的夯擊重復(fù)以上工序，完成第一遍全部分點的夯擊用推土機將夯坑填平，測量場地高程在規(guī)定的間隔時間后，按上述程序逐次完成全部夯擊遍數(shù)用低能量滿夯，將場地表層松土夯實，并測量夯后場地高程。5.2施工要點如下：（1）清理場地：強夯施工前，對施工場地

9、進行清理平整。（2）夯點布置及間距：主夯按夯點間距4m(5m)正方形布置，副夯點穿插在主夯點位中間，仍按間距4m(5m)布置，滿夯夯點彼此搭接1/3連續(xù)夯擊。夯點放樣用石灰樁標明位置，每遍夯擊前及夯擊后均測量地面標高，計算夯沉量。(3)夯擊就位，進行第一遍主夯夯擊：夯錘采用圓柱形錘并滿足規(guī)范要求，主、副夯及滿夯均用此夯錘。夯機就位后，將夯錘按設(shè)計夯擊能起吊至預(yù)定高度，脫鉤下落，放下釣鉤測量錘底傾斜度，當傾斜度大于30時，應(yīng)將夯坑填平后再進行夯擊。主夯夯擊，每點夯擊12錘。按上述間距，正方形布置。并做好詳細記錄。 (4)移動位置，進行下一點夯擊。直至完成第一遍夯擊。 (5)主夯完成以后，靜置一周

10、，待孔隙水壓力消失以后，推平夯坑，準備副夯。(6)重新測量定位，按上述要點進行副夯施工。副夯每個點同樣夯擊12錘，夯擊能與第一遍相同。夯完以后，間隔一周，推平夯坑準備滿夯。(7)滿夯處理：滿夯時夯錘落距為第一遍主夯時落距的一半，采用6.7m，夯擊能為1050knm，滿夯處理范圍為包括進行主、副夯的全幅。滿夯時，夯點彼此搭接1/3（錘底面積）。夯后測量標高。(8)夯坑若有積水，應(yīng)排除以后才能推平夯坑。6、施工機具(1)起重設(shè)備：為強夯的主要機械，一般額定起重能力為夯錘重量的1.53倍，我國大都用履帶式吊車改裝。根據(jù)工程所采用的夯錘和起重高度來選用起重機的型號。可單機作業(yè)，也可主、副機(移錘)聯(lián)合

11、作業(yè)。(2)門架：由橫梁和二個支腿組成，支腿的結(jié)構(gòu)形式有格構(gòu)式或管式。門架上部橫梁中心絞接于吊桿頂部。(3)脫鉤裝置：強夯機械應(yīng)采用帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機起吊夯錘，保證強夯機在起落錘時不發(fā)生傾覆。由帶拉桿的吊鉤和滑輪組成，配上牽引鋼絲繩，當夯錘起到規(guī)定高度時能自動脫鉤落錘。(4)夯錘：夯錘的選擇系根據(jù)土質(zhì)條件、設(shè)計要求和強夯能級決定。夯錘重一般為80400kn。設(shè)數(shù)個上下貫通的通氣孔。夯錘的材質(zhì)為鑄鋼、鑄鐵或鋼殼包混凝土幾種。其錘底形狀多為圓形，錘底面又有平底、鍋底、球形等，地面投影面積一般為48m2。(5)推土機：是強夯必不可少的輔助機械，作為場地整平壓實之用。7.勞動組織(1)起重

12、工：10002000knm配4人；30004000knm配56人；5000knm以上配67人；（2）填料工若干人(指需填料強夯)。(3)起重機車司機：2人。(4)推土機司機：12人。(5)機修工：3人。(6)測量工：12人。(7)其它管理人員和工人依工程情況可作必要的調(diào)整。三.施工過程中質(zhì)量控制要點1強夯中需要測定的數(shù)據(jù)(1)夯前的場地標高，各遍夯后整平標高。(2)各遍夯點最后三擊的夯沉量，計算出夯坑的總下沉深度，各遍在整個夯區(qū)內(nèi)均勻的選一定數(shù)量的點測每一擊的下沉量，作為與試夯比較和檢測參考、滿夯只在開始時，以貫入度控制，得出錘擊數(shù)，以后以此數(shù)為準施打，不再作測量。(3)強夯中若發(fā)現(xiàn)地面變化較

13、大時，需作隆降觀測。(4)強夯形成的夯抗直徑，主要在試夯時測定，作為計算土體壓縮及填料量的參考。(5)對有填料要求的強夯，需記錄各夯坑的填料數(shù)量。2施工要求(1)施工前必須用儀器，準確放出夯點中心位置，并劃出圓圈，施夯時對點要準。(2)必須按規(guī)定的起錘高度、錘擊數(shù)和控制指標施工，不得隨意改變。(3)施工中如發(fā)現(xiàn)偏錘，應(yīng)重新對點。(4)施工中如發(fā)現(xiàn)歪錘時，需用填料(或土)將坑底墊平，才能繼續(xù)施夯。(5)如遇夯錘的通氣孔堵塞，應(yīng)立即開通。(6)表層土過干(尤其是滿夯)應(yīng)采取增加含水量的措施。(7)雨期施工，要防止雨水浸泡現(xiàn)場，夯坑內(nèi)有積水應(yīng)及時排出后方可施工。(8)強夯中的滿夯是重要的一環(huán)，必須精

14、心施工，否則表層質(zhì)量不好，將造成建筑物沉降過大和發(fā)生不均勻沉降。冬期施工時，不宜進行滿夯。3.施工注意事項（1）采用強夯法時，土的含水量至關(guān)重要。土的天然含水量宜低于塑限含水量13%或液限含水量的0.6倍。在擬夯實的土層內(nèi)，當土的天然含水量低于10%時，應(yīng)對其增濕至接近最佳含水量；當土的天然含水量大于塑限含水量3%以上時，應(yīng)晾干降低其含水量。（2）對于濕陷性黃土處于或略低于最佳含水量，孔隙內(nèi)一般不出現(xiàn)自由水，每夯完一遍不必等孔隙水壓力消散，可采取連續(xù)夯擊，減少吊車移位，提高強夯施工效率，降低工程造價。（3）要消除黃土層濕陷性的有效深度，應(yīng)根據(jù)試夯結(jié)果確定。在設(shè)計要求消除濕陷性的深度內(nèi)，土的濕陷

15、系數(shù)s均應(yīng)小于0.015。（4）嚴格按要求進行逐點夯擊，每擊一次，觀測一次高程并記錄。用同樣方法完成一個夯點的夯擊，并觀測此夯點的總沉降量和高程并記錄。發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應(yīng)及時將坑底整平。4. 質(zhì)量檢測4.1施工時現(xiàn)場檢測控制指標：（1）夯沉量：每次夯擊后觀測記錄并計算最后兩擊夯沉量之和不大于15cm，之差不大于8cm。（2）濕陷性系數(shù)：檢測土的濕陷性系數(shù)是否小于0.015 。（3）承載力：參考值大于天然地基承載力。（4）干密度：參考值大于天然干密度。 4.2強夯效果的檢測數(shù)量與方法質(zhì)量檢驗的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)場地復(fù)雜程度和建筑的重要性確定。對于簡單場地上的一般建筑物，每個建筑物地基的

16、檢驗點不應(yīng)少于3處；對于復(fù)雜場地或重要建筑物地基應(yīng)增加檢驗點數(shù)。檢驗深度應(yīng)不小于設(shè)計處理的深度。質(zhì)量檢驗的方法，宜根據(jù)土性選用原位測試和室內(nèi)土工試驗。對于一般工程應(yīng)采取兩種或兩種以上的方法進行檢驗；對于重要工程項目應(yīng)增加檢驗項目，也可做現(xiàn)場大壓板載荷試驗。為了檢驗強夯的加固及處理液化效果，強夯后7d應(yīng)選擇有資質(zhì)的檢測單位對強夯區(qū)域進行平板載荷試驗、土工取樣試驗、標準貫入實驗、重型（）動力觸探實驗。平板載荷試驗現(xiàn)場采用707707mm2壓板，慢速維持荷載法，千斤頂分九級加荷，壓板埋置深度在設(shè)計基礎(chǔ)底板下約0.10m，在荷載板上對稱安置四個百分表觀察地基土沉降量及各級荷載相對穩(wěn)定情況。靜載點主要布

17、置于獨立基礎(chǔ)部分場地，共進行10個檢測點載荷試驗，以評價夯后地基的承載力。土工取樣試驗現(xiàn)場使用xy-1型工程鉆機，采用110鉆具開孔，在設(shè)計處理深度范圍內(nèi)進行取芯鉆進。在鉆孔中采用重錘擊入法采取原狀土樣送試驗室進行土工試驗。取樣主要在填土中進行，測試指標主要有地基土的壓縮模量、天然含水量、孔隙比，抗剪強度及淺層土的滲透系數(shù)等指標。取土樣孔主要布置于獨立基礎(chǔ)部分。標準貫入試驗現(xiàn)場使用xy1型工程鉆機，采用標準貫入器、穿心錘重63.5kg，自由落距76cm，標貫試驗的試驗間距為1.0m，整個場地內(nèi)均有布置，以評價夯前、夯后地基土承載力等力學(xué)指標，并判斷水下砂土的液化情況。重型（）動力觸探試驗現(xiàn)場使

18、用xy-1型工程鉆孔，采用重型動力觸探頭，穿心錘重63.5kg，自由落距76cm，整個場地內(nèi)均有布置。在夯前、夯后布置6個和12個檢測點以評價地基土均勻性，并評價填土的承載力。5.處理效果分析與結(jié)論通過對大量試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，強夯處理結(jié)果分析結(jié)論如下：（1）土的天然含水量在低于塑限含水量的1-3%，且接近最佳含水量，強夯效應(yīng)最好。天然含水量接近最佳含水量且不大于塑限含水量、含水量分布均勻時，最后兩擊夯沉量之和、之差越小，消除濕陷深度越深。此時，用夯沉量控制強夯效應(yīng)是比較科學(xué)、可行的。（2）在地表水和地下水的影響下，土體天然含水量無規(guī)律。地基的土質(zhì)和含水量直接影響到強夯效果，當天然含水量大于塑限含

19、水量時，同一夯擊能的影響深度大大減少，還會出現(xiàn)土體反彈。 （3）對于濕陷性黃土夯實到一定程度，夯實遍數(shù)對加固深度影響較小。（4）用土體密度、濕陷性系數(shù)、地基承載力控制工地強夯施工質(zhì)量均存在一定的弊端，濕陷性系數(shù)雖然可以很精確地反映強夯消除濕陷深度與程度，但工地操作性較差，取樣困難，試驗時間較長，影響施工進度，加之試驗取樣頻率無法確定，頻率過大對基礎(chǔ)的破壞性較大，頻率過小又不能很真實地反映強夯效應(yīng)。（5）地基承載力、土體密度與土質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，在土質(zhì)分布不均勻、含水量無規(guī)律情況下，先去判定土的性質(zhì)，不但沒有簡化檢測程序，反而使檢測過程復(fù)雜化。強夯后表層土的密度、地基承載力與深度相關(guān)性較小，無法確定出

20、控制數(shù)據(jù)，同樣不能真實反映強夯效應(yīng)。（6）最后兩擊夯沉量之和、之差的限值控制是強夯質(zhì)量控制的關(guān)鍵，在夯沉量滿足設(shè)計要求的情況下，施工效果可以滿足要求。四 質(zhì)量控制標準1 主控項目1.1 強夯地基主控項目質(zhì)量檢驗標準應(yīng)符合表1-4的規(guī)定。表1-4 強夯地基質(zhì)量檢驗標準 項序檢查項目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值主控項目1地基強度設(shè)計要求按規(guī)定方法2地基承載力設(shè)計要求按規(guī)定方法一般項目1夯錘落距mm300鋼索設(shè)標志2錘重kg100稱重3夯擊遍數(shù)及順序設(shè)計要求計數(shù)法4夯點間距mm500用鋼尺量5夯擊范圍（超出基礎(chǔ)范圍距離）設(shè)計要求用鋼尺量6前后兩遍間歇時間設(shè)計要求1.2 施工結(jié)束后，檢查被夯地基強

21、度、承載力，消除濕陷程度及液化程度。2 一般項目2.1 施工前應(yīng)檢查夯錘重量、尺寸，落距控制手段。施工中應(yīng)檢查夯錘落距、夯擊遍數(shù)及順序、夯點間距、夯擊范圍、前后兩遍間歇時間等。2.2 強夯地基一般項目質(zhì)量檢驗標準應(yīng)符合表1-4的規(guī)定。3 其他質(zhì)量控制要求3.1 強夯施工前不允許地表水存在，并應(yīng)挖去含水量較大的土方。3.2 強夯過程中發(fā)現(xiàn)橡皮土現(xiàn)象，應(yīng)停止對該區(qū)域的施工，挖去該部分土方并填以含水量符合要求的土方重新施工。3.3 強夯施工時，夯擊點中心位移偏差應(yīng)小于15cm。3.4 質(zhì)檢員在施工過程中要嚴格抽查，嚴禁少打多記或多打少記。3.5 雨天禁止強夯施工，晴天時，夯坑盡量裸露晾曬，使土層含水量加速蒸發(fā)。嚴禁夯坑內(nèi)帶水作業(yè)。3.6 強夯后，夯坑內(nèi)出現(xiàn)地下冒出的積水，應(yīng)采用水泵等措施予以排除。3.7 強夯施工，當坑底傾斜大于30時，應(yīng)加料將坑底填平，再進行施工。3.8 按設(shè)計要求檢查每個夯點的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量。3.9 強夯錘底面積a和錘底靜壓強p參照表1-5選用。強夯錘底面積a和錘底靜壓強p參照表土的名稱濕陷性黃土一般黏性土、粉土砂土、碎石土、人工填土等錘底面積（）463424錘底靜壓強（kpa）2535354040454 產(chǎn)品防護4.1 做好現(xiàn)場的測量控制樁、