强夯置换加固软土地基施工工法

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强夯置换加固软土地基施工工法一、前言强夯置换是地基加固的一种方法。它是利用强夯施工工艺在建筑场地上形成一定深度的夯坑，在夯坑内回填高强度、低压缩性的置换材料，利用夯能打入软土层中，在地基中形成结构密实、有较高承载力的置换体；在通过满夯桩间土，使之充分排水固结，形成复合地基，从而改善软土地基的物理力学性能。中铁XX公司石家庄基地11#职工住宅楼地基处理时应用了强夯置换加固软土地基，掌握了其施工技术，经总结形成本工法。二、工法特点1．施工设备比较简单，一台起重设备（带夯锤一个）和一台推土机。2．操作简便，劳动强度低，施工安全。3．施工速度快。4．材料价格低廉，且易于获取。三、适用范围此法已用于处理泥炭、有机质粉土、非常软的粘泥，粉质土、亚粘土、沼泽地、湿陷性黄土等成功的案例，都取得了理想的承载力。四、施工工艺（一）设计1．有效加固深度：H≈a（Mh）1/2式中a——修正系数，一般黏性土取0.5，砂性土到0.7，黄土取0.35—0.5；H——有效加固深度（m）；M——夯锤重（t）；H——落距。实际影响有效加固深度的因素很多，除了锤重和落距外，还有地基土层的厚度和埋藏顺序、地下水位以及其他强夯的设计参数等都与有效加固深度密切相关。2．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，并应同时满足下列条件：—5— （1）最后两击的平均夯沉量不大于下列数值：当单击夯击能小于4000KN.m时为50mm；当单击夯击能小于6000KN.m时为100mm；当单击夯击能大于6000KN.m时为200mm；（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。3．夯击遍数应根据地基土的性质确定，可采用点夯2~3遍，对于渗透性较差的细颗粒土，必要时夯击遍数可适当增加。最后再低能量满夯2遍，满夯可采用轻锤或低落距多次夯击，锤印搭接。4．两遍夯之间应有一定的时间间隔，间隔时间取决土中超静孔隙水压力的消散时间。5．夯击点位置可根据基底平面形状，采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。6．强夯处理范围应大于建筑基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2~1/3，并不宜小于3m。7．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。8．强夯地基承载力特征值应通过现场荷载试验确定。（二）工艺流程开挖基坑回填骨料场地平整布置夯点机械就位夯锤起吊至预定高度夯锤自由下落按设计要求重复夯击低能量夯击表面松土（三）施工要点1．施工场地应平整并能承受夯击机械的荷载，施工前必须清除所有障碍物及地下管线。2．强夯机械必须符合夯锤起吊重量和提升高度要求，并设置安全装置，防止夯击时起重机臂杆在突然卸重时发生后倾和减少臂杆的振动。安全装置一般采用在臂杆的顶部用两根钢丝绳锚系到起重机前方的推土机上。不进行强夯时，推土机可作平整场地用。3．强夯施工，必须严格按照试验确定的技术参数进行控制。夯击深度应用水准仪测量控制。4．每夯击一遍后，应测量场地平均下沉量，然后将夯坑填平，方可进行下一道夯实，施工平均下沉量必须符合设计要求。5．强夯时，首先应检验夯锤是否处于中心，若有偏心时，应采取在锤边焊钢板或增减混凝土等办法使其平衡，防止夯坑倾斜。6．夯击时，落锤应保持平稳，夯位正确。如错位或坑底倾斜度过大，应及时将坑整平，予以补夯后方可进行下一道工序。—5— 7．强夯时，会对地基及周围建筑物产生一定的振动，夯击点宜距现有建筑物15米以上，如间距不足，可在夯点与建筑物之间开挖隔振沟带，其沟深度要超过建筑物的基础深度，并有足够的长度，或把强夯场地包围起来。（四）注意事项1．强夯的定位确定。夯点的定位直接影响强夯置换的效果和质量。为了确保其质量，施工前在建筑场地周围设3~4个永久性平面及高程控制点，施工过程中及时进行检查校核。2．置换体垂直度控制。选择合适的脱钩器，保证脱钩后夯锤底面平于地面，防止夯锤倾斜。向夯坑内填料时，保证填料与上表面平，且填料级配均匀，避免一边粗料一边细料。3．置换深度的控制。置换深度的大小与夯锤直径有关。在夯能、夯距、与地质条件相同的条件下，夯锤直径越小，对地基土的贯入作用越好。4．各遍夯击之间时间间隔的控制。孔隙水的排出、土体颗粒移动、挤密都要经过一定时间。只有当上一遍强夯所产生的超孔隙水压力消散之后，才能进行下一遍的强夯。当缺少实测资料时，可根据地基土渗透系数确定，对于渗透性较差的黏性土地基，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。5．做好现场测量控制桩、控制网的保护工作。6．做好现场夯击位置布点的保护工作。7．做好现场排水设施的保护工作。五、机具设备（见表1）表1机械设备序号机械名称规格单位数量1夯锤25~40Kpa台12起重机械15t以上台13脱钩装置自动套24推土机T3-100型台15水准仪台1六、劳动组织（见表2）表2劳动组织序号工种人数分工1施工员1现场施工负责2起重司机1操作起重机—5— 3推土司机1操作推土机4起重工2负责挂钩5辅助工4配合其他人6测量员1观测夯锤沉降七、质量保证措施（一）质量标准（见表3）表3强夯地基质量检验标准项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1地基强度设计要求按规定方法2地基承载力设计要求按规定方法一般项目1夯锤落距mm±300钢索设标志2锤重mm±100称重3夯击遍数及顺序设计要求计数法4夯点间距mm±500用钢尺量5夯击范围（超过基础范围距离）设计要求用钢尺量6前后两遍间歇时间设计要求（二）质量控制措施1．施工前须由编制施工组织设计人员进行技术交底，严格按强夯置换方案施工。施工中严格控制质量。加强质量信息反馈，及时作出改进，确保质量决策。2．加强测量控制，确保夯点的精确度以及夯坑沉降量。3．施工过程中必须贯彻“三检”（班组自检、质检员复检、公司终检），合格后向监理报验。八、安全环保措施1．建立健全安全生产责任制和安全保证体系，对全体施工人员进行安全教育，组织学习安全技术规范及施工设备的安全操作规程。严格按照安全技术规范及安全操作规程作业。2．进入施工现场必须带安全帽，特殊工种应持证上岗。3．机起重臂活动范围内严禁站人，非工作人员严禁进入强夯区域。—5— 4．夯机驾驶室前应安装安全防护网，测量仪器应架设在距夯机30米以外的地方，夯锤下落位置与施工人员的安全距离为20米。5．定期和不定期地组织安全检查，发现隐患及时整改。6．施工时应随时观察机械的工作状态，发现问题及时予以解决。7．汽车行走时应铺放4m×2m×0.02m钢板。8．施工应按计划有序进行，保持现场安全文明施工。9．施工垃圾、生活垃圾应定期清理，以免污染环境。10．夯锤下落后，在吊钩尚未降至夯锤吊环附近前，操作人员不得提前下坑挂钩。从坑中提锤时，严禁挂钩人员站在锤上随锤提升。九、效益分析强夯置换加固软土地基具有置换加固作用、挤密作用和排水作用，克服了强夯技术加固饱和软土地基的缺陷：与振冲碎石桩相比，强夯置换复合地基具有施工简便、取材容易、施工速度快、工期短、造价低的优势，可节约投资30%以上，经济效益显著。十、工程实例2004年中铁十七局集团三公司石家庄基地11#职工住宅楼工程，是一幢六层砖混结构的住宅楼。建筑面积为4462.7m2，设计采用钢筋砼条形基础，设计要求地基承载力标准值fk＝160kpa，依据场地《岩土工程勘察报告》，场地地基承载力标准值fk=90～100kpa，不能满足设计要求，需要进行地基加固处理。该楼房的地质情况为：表层为黄褐色，多呈可塑性或软塑状，含铁锰结核及小姜石，偶见虫孔的粉质粘土和粘土fk=90～100kpa，再往下是残坡积矿碎石层，该层以强风化的碎石及风化的碎石及风化碎屑物质为主，含有粘性土，细小和粗大的颗粒相互夹杂在一起，分差性差，fk=250kpa～300kpa。根据地基土性质，建筑物特征、设计要求及现场情况，并考虑了工程造价、工期等因素，经过多种方案进行分析、比较、论证，确定采用本工法施工。此方案利用建筑垃圾代替砂石作为换填骨料在不影响强夯置换的效果情况下大大降低了成本。施工完毕后的地基处理效果委托了具有检测资质的石家庄煤矿设计研究院岩土工程公司进行检测。试验检测的结果表明强夯置换后的地基承载力达到160KPa以上，满足设计要求，本工程主体工程完工后，实测地基沉降量为10~15mm。得到了设计单位、监理、地方建筑质量监督部门的好评。—5—