軟弱地基的強(qiáng)夯置換法施工

1、._軟弱地基的強(qiáng)夯置換法施工 軟弱地基的強(qiáng)夯置換法施工 向國(guó)慶 貴州建工集團(tuán)第二建筑工程有限責(zé)任公司 貴陽(yáng) 550007 摘要：強(qiáng)夯置換法是在強(qiáng)夯法和軟弱地基換填或者強(qiáng)填相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的一種地基處理方法。結(jié)合工程實(shí)例，介紹了強(qiáng)夯置換法的工法特點(diǎn)、工藝原理和操作要點(diǎn)。實(shí)踐證明，該工法加固地基效果顯著，在保證地基基礎(chǔ)承載力要求的同時(shí)節(jié)約了施工費(fèi)用，具有一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：地基加固 強(qiáng)夯置換 點(diǎn)夯 強(qiáng)夯 承載力中圖分類號(hào)：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.14144/ki.jzsg.2015.05.008 XIANG Guoqing No.2 Construction E

2、ngineering Co., Ltd. of Guizhou Construction and Engineering Group Guiyang 550007The dynamic replacement method is a kind of foundation treatment method, which developed in combination of dynamic compaction method and soft foundation in replacement and reinforcement filling. Combined with the engine

3、ering example, the construction method features, the technological principle and the operation points of dynamic replacement method have been introduced. The practice has proved that such construction method for the foundation reinforcement has remarkable effect, which not only can ensure the founda

4、tion bearing capacity requirements but also can save construction cost and has certain social and economic benefits. foundation reinforcement dynamic replacement local compaction dynamic compaction bearing capacity 1 工程概況 貴州師范大學(xué)花溪校區(qū)建設(shè)工程一期會(huì)議中心、禮堂工程應(yīng)用了地基強(qiáng)夯施工，采用雜填土填筑。該場(chǎng)地具有高壓縮性，場(chǎng)地均勻性差、力學(xué)性質(zhì)差、強(qiáng)度低、后期不均勻沉降嚴(yán)

5、重，屬不良地基土。為了提高地基土的壓縮模量，減少地基后期不均勻沉降，需對(duì)回填土區(qū)域進(jìn)行地基強(qiáng)夯處理，強(qiáng)夯處理面積18 000 m2。會(huì)議中心及禮堂區(qū)為回填區(qū)，回填并經(jīng)整平后，場(chǎng)坪高程為1 169 m、1 167 m、1 166 m、1 164 m、1 163 m、1 161 m。強(qiáng)夯處理地基范圍每邊超出建筑外緣的寬度不小于5 m。經(jīng)鉆探揭露，擬建物周邊已全部回填，回填區(qū)域很大，場(chǎng)地周邊填方高程在1 1631 169 m之間，擬建物處于填方區(qū)域的中部，建筑邊線以外不存在填方邊坡，場(chǎng)內(nèi)存在最大高度為6 m的填方邊坡。根據(jù)本工程現(xiàn)場(chǎng)施工面積較大的特點(diǎn)，我公司根據(jù)場(chǎng)區(qū)內(nèi)不同施工要求劃分為若干個(gè)施工小區(qū)

6、，進(jìn)行分片、分組管理1,2。 不均勻碎石，厚220 m）進(jìn)行強(qiáng)夯處理；強(qiáng)夯應(yīng)按照強(qiáng)夯地基處理技術(shù)規(guī)程（CECS 2792010）要求執(zhí)行；地基設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)；強(qiáng)夯布點(diǎn)間距建議采用6 m梅花形布置且滿足規(guī)范。 根據(jù)以上工程要求，擬采用強(qiáng)夯置換法，該工法具有以下特點(diǎn)3： 1）適用范圍廣，可處理的地基土類型廣泛；2）加固地基效果顯著，強(qiáng)夯加固后可立即投入使用；3）投入設(shè)備少、施工簡(jiǎn)便、加固費(fèi)用低，更適用于大規(guī)模地基加固； 4）可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)需要，在原地面上選擇加固范圍，具有直觀性和靈活性； 5）對(duì)地基土及周圍環(huán)境不產(chǎn)生任何化學(xué)污染。 3 工藝原理與工藝流程 強(qiáng)夯置換法是用幾噸或幾十噸的重錘從高處落下

7、，反復(fù)多次夯擊地面，對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)，這種強(qiáng)大的夯擊能在地基中產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波（其中體積波起主導(dǎo)作用，包括縱波和橫波）和動(dòng)應(yīng)力4。從夯擊點(diǎn)發(fā)出的縱波和橫波向地基縱深方向傳播，使地基土經(jīng)歷孔隙壓縮、局部液化、可變滲透（動(dòng)力排水）和時(shí)效觸變恢復(fù)等幾個(gè)階段，使原地基土壓縮，形成夯孔（圖1）。 2 強(qiáng)夯置換法工法特點(diǎn) 本工程地基處理要求為：采用強(qiáng)夯對(duì)雜填土（主要為 作者簡(jiǎn)介：向國(guó)慶（1963），男，本科，高級(jí)工程師。通信地址：貴州省貴陽(yáng)市南明區(qū)沙沖北路1號(hào)（550007）。收稿日期：2015-01-27 541 向國(guó)慶: 軟弱地基的強(qiáng)夯置換法施工 夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，可采用點(diǎn)夯2 3遍，

8、對(duì)于滲透性較差的細(xì)顆粒土，必要時(shí)可適當(dāng)增加夯擊遍數(shù)。最后再以低能量滿夯2遍，滿夯可采用輕錘或低落距錘多次夯擊，錘印搭接。 強(qiáng)夯置換布點(diǎn)形式應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)形狀和寬度采用正方形、梅花形或等邊三角形布置（圖2）。置換墩間距應(yīng)根據(jù)荷載大小和原土的承載力選定。 圖1 工法原理示意 施工工藝流程：施工準(zhǔn)備（進(jìn)場(chǎng)）施工放線、定位試夯點(diǎn)夯夯坑推平測(cè)量標(biāo)高滿夯檢測(cè)退場(chǎng)。 4 操作要點(diǎn) 4.1?設(shè)計(jì)方案的初定及地質(zhì)周邊環(huán)境條件的調(diào)查4.1.1?預(yù)定地基加固目標(biāo) 根據(jù)擬建的建（構(gòu)）筑物荷載的情況，預(yù)定地基加固的目標(biāo)，如擬加固的土層、強(qiáng)夯置換體的深度、加固后強(qiáng)夯置換體和強(qiáng)夯置換復(fù)合地基土應(yīng)達(dá)到的物理力學(xué)性質(zhì)相關(guān)指標(biāo)等。

9、圖2 布點(diǎn)形式 4.3?試夯 在大面積施工之前，首先應(yīng)確定試夯方案，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行夯擊試驗(yàn)，以確定夯擊次數(shù)、填料量等強(qiáng)夯參數(shù)和施工工藝，并對(duì)試夯結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)。試夯面積應(yīng)不小于 1 000 m2，試夯場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件應(yīng)具有代表性，可由設(shè)計(jì)單位現(xiàn)場(chǎng)指定。 4.1.2?地基條件、周邊環(huán)境調(diào)查 1）夯前巖土工程勘察，對(duì)擬進(jìn)行強(qiáng)夯置換區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行勘察，了解場(chǎng)地詳細(xì)的地質(zhì)情況，了解場(chǎng)地的土層是否適合強(qiáng)夯置換加固處理，了解擬加固土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，以便確定強(qiáng)夯置換方案和對(duì)比夯前、夯后的加固效果。 2）對(duì)擬進(jìn)行強(qiáng)夯置換區(qū)域周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)查。由于強(qiáng)夯置換施工過(guò)程會(huì)引起地表振動(dòng)，并產(chǎn)生噪聲。因此必須對(duì)周邊

10、環(huán)境條件進(jìn)行調(diào)查，以了解該場(chǎng)地是否適宜采用強(qiáng)夯置換加固處理或者是否需要采取隔振、防振或其他措施。 3）核實(shí)強(qiáng)夯區(qū)域和周邊是否有地下管道和軍用電纜等。若有則要做相關(guān)的預(yù)防處理措施（一般做法是開(kāi)挖減振溝，溝的尺寸根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況定）。 4.4?地面標(biāo)高測(cè)量及夯點(diǎn)測(cè)放 對(duì)整個(gè)強(qiáng)夯區(qū)域進(jìn)行夯前標(biāo)高測(cè)量控制，確保夯后標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。 1）根據(jù)施工圖紙和現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)的坐標(biāo)控制網(wǎng)，采用經(jīng)緯儀或全站儀測(cè)放夯點(diǎn)位置，用明顯的標(biāo)志標(biāo)出或用石灰點(diǎn)標(biāo)出夯位中心點(diǎn)。 2）在每一遍夯擊前應(yīng)對(duì)夯點(diǎn)放線進(jìn)行復(fù)核，如施工中發(fā)現(xiàn)夯錘偏離夯坑中心，應(yīng)立即調(diào)整對(duì)中；夯擊后如發(fā)現(xiàn)坑底歪斜度較大，需及時(shí)用填料將坑底墊平后，方可繼續(xù)夯擊

11、。夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應(yīng)及時(shí)糾正。 3）夯機(jī)就位即夯錘就位時(shí)，夯錘中心和測(cè)放的夯點(diǎn)要重合，必要時(shí)以夯點(diǎn)為中心畫石灰圈，提高夯錘就位準(zhǔn)確度。 4）在夯前及夯擊過(guò)程中，用塔尺立于錘頂，由專門測(cè)量人員用水準(zhǔn)儀測(cè)量錘頂標(biāo)高，每夯一錘測(cè)量一次，前后兩次的差值即為此次夯擊的夯沉量，以最后兩擊夯沉量滿足設(shè)計(jì)要求為停夯標(biāo)準(zhǔn)。 4.2?強(qiáng)夯置換設(shè)計(jì) 根據(jù)預(yù)定地基加固目標(biāo)和場(chǎng)地地基條件進(jìn)行強(qiáng)夯置換設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)參數(shù)為：強(qiáng)夯置換碎（塊）石墩體深度、夯擊能、夯擊次數(shù)、夯擊循環(huán)數(shù)、間隔時(shí)間、夯擊點(diǎn)布置和處理范圍。這些參數(shù)都是根據(jù)規(guī)范和工程經(jīng)驗(yàn)初步選定，通過(guò)試夯或試驗(yàn)性施工進(jìn)行驗(yàn)證并經(jīng)必要的修改調(diào)整，最后確

12、定適合現(xiàn)場(chǎng)地基條件的設(shè)計(jì)參數(shù)。 工程技術(shù)要求：建議采用強(qiáng)夯能級(jí)3 000 kN·m，其中點(diǎn)夯能級(jí)3 000 kN·m，滿夯能級(jí)為1 000 kN·m，施工遍數(shù)為一遍點(diǎn)夯一遍滿夯，夯擊數(shù)為點(diǎn)夯57擊，滿夯1 2擊，布點(diǎn)形式為6.0 m×6.0 m布置，夯錘質(zhì)量為2025 t。 4.5?點(diǎn)夯施工過(guò)程控制 1）清理并平整施工場(chǎng)地；標(biāo)出夯點(diǎn)，并測(cè)量場(chǎng)地高程；起重機(jī)就位，夯錘置于夯點(diǎn)位置；測(cè)量夯前錘頂高程。 2）將夯錘起吊到預(yù)定高度，開(kāi)啟脫鉤裝置，待夯錘自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程。若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜 542·第卷·5期 向國(guó)慶: 軟弱地基

13、的強(qiáng)夯置換法施工 造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底填平。 3）第1次環(huán)夯35擊或夯坑深度相等于錘高后，采用裝載機(jī)或挖掘機(jī)進(jìn)行填料。 4）第2次循環(huán)夯若干擊至錘高，再回填石料。5）重復(fù)夯擊，重復(fù)回填，填后再夯，夯后再填，連續(xù)循環(huán)若干次，直至達(dá)到要求為止（圖3）。 4.7?強(qiáng)夯檢測(cè)及驗(yàn)收 為保證強(qiáng)夯置換工程質(zhì)量，在強(qiáng)夯置換施工完成后應(yīng)進(jìn)行必要的抽樣檢測(cè)。請(qǐng)具有相關(guān)資質(zhì)的地基基礎(chǔ)承載力檢查機(jī)構(gòu)對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行檢測(cè)。合格后組織建設(shè)單位、監(jiān)理單位共同驗(yàn)收。常見(jiàn)的檢測(cè)項(xiàng)目主要為強(qiáng)夯置換碎（塊）石墩體形和深度、強(qiáng)夯置換碎（塊）石墩承載力、強(qiáng)夯整體置換地基的加固深度以及強(qiáng)夯置換復(fù)合地基的承載力和變形模量等。 1）采

14、用探井、鉆孔取樣，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)時(shí)，單位工 程不應(yīng)少于3點(diǎn)；1 5003 000 m2的工程，每500 m2至少有 1個(gè)點(diǎn)；3 000 m2以上工程，超過(guò)3 000 m2部分每600 m2至少1個(gè)點(diǎn)。 2）采用換刀法、灌砂法、灌水法進(jìn)行密實(shí)度、固體 圖3 點(diǎn)夯示意 體積率檢測(cè)時(shí)，單位工程不應(yīng)少于3點(diǎn)；每100 m2不應(yīng)少于 1個(gè)點(diǎn)；1 000 m2以上工程，每200 m2至少1個(gè)點(diǎn)，縱向分層檢測(cè)點(diǎn)的間距應(yīng)小于2 m。 3）采用靜力觸探、重型動(dòng)力觸探檢測(cè)時(shí)，單位工程至少3個(gè)點(diǎn)；1 0003 000 m2的工程，每300 m2至少有1個(gè)點(diǎn)；3 000 m2以上工程，超過(guò)3 000 m2部分每500

15、m2至少1個(gè)點(diǎn)。 6）中間檢查主要有以下5項(xiàng)： （l）施工過(guò)程中，每夯一擊，采用水準(zhǔn)儀測(cè)量每擊夯沉量，記錄填料次數(shù)及每次的填料量。并將數(shù)據(jù)填入強(qiáng)夯置換施工記錄表中。 （2）檢查有偏錘現(xiàn)象時(shí)，除調(diào)整吊臂外，還應(yīng)將夯坑底整平。 （3）當(dāng)夯坑出水時(shí)，應(yīng)及時(shí)回填石料，并保持錘底離水位不小于1.0 m。 （4）當(dāng)夯坑周邊隆起過(guò)大時(shí)，應(yīng)及時(shí)挖去隆起部分。 （5）檢查回填石料，確保石料滿足設(shè)計(jì)要求。7）夯擊結(jié)果以同時(shí)滿足以下要求為收錘標(biāo)準(zhǔn)：（1）第n次夯擊循環(huán)最后兩擊平均夯沉量不大于1/10錘高。 （2）總夯沉量為1.5倍設(shè)計(jì)強(qiáng)夯置換體長(zhǎng)度。 5 效益分析 強(qiáng)夯置換法使用設(shè)備簡(jiǎn)單、施工工藝簡(jiǎn)單、適用土質(zhì)范圍

16、廣，可取得較高的承載力，一般地基強(qiáng)度可提高25倍；變形沉降量小，壓縮性降低，加固影響深度可達(dá)610 m；工效高、施工速度快，較換土回填和樁基施工縮短一半工期；節(jié)省加固原材料、節(jié)省投資，比換土回填節(jié)省60%費(fèi)用，比預(yù)制樁節(jié)省50%70%，比砂樁節(jié)省40%50%5,6。 該施工工法滿足了地基基礎(chǔ)承載力要求，同時(shí)也滿足了建設(shè)方對(duì)工期的要求，得到了建設(shè)方的一致好評(píng)，取得了一定的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 參考文獻(xiàn) 4.6?場(chǎng)地平整、標(biāo)高測(cè)量及滿夯施工 每遍施工完成后，應(yīng)用推土機(jī)對(duì)其場(chǎng)地進(jìn)行整平。表面平整度應(yīng)以不影響強(qiáng)夯機(jī)械行走和正常施工且高差不大于200 mm為宜；場(chǎng)地平整后應(yīng)對(duì)標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量、記錄，為下一步滿夯的標(biāo)高控制提供依據(jù)；采用低能量進(jìn)行滿夯，在滿夯時(shí)應(yīng)采用質(zhì)量較小的夯錘，多次夯擊，錘印搭接，一般滿夯遍數(shù)不少于2遍（圖4）。 1 孫剛.強(qiáng)夯置換法在地基處理中的應(yīng)用J.山西建筑,2014(17):78- 79. 2 孔令國(guó).強(qiáng)夯半置