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        濕陷性黃土地基強(qiáng)夯法工藝

        2014-10-21 20:01:11李志強(qiáng)
        建筑遺產(chǎn) 2014年1期
        關(guān)鍵詞:試夯沉量夯點(diǎn)

        李志強(qiáng)

        摘要:通過(guò)工程實(shí)踐對(duì)強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基的加固效果進(jìn)行分析,提出了利用強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基的施工工藝施工要點(diǎn)和施工方法,論證強(qiáng)夯施工工藝的適用性和可行性。

        關(guān)鍵詞:強(qiáng)夯法;濕陷性

        一、前言

        在我國(guó)北方,黃土地質(zhì)分布廣泛,大部分存在濕陷性,對(duì)工程建設(shè)的危害性較大。在濕陷性黃土地基上進(jìn)行工程建設(shè)時(shí),必須考慮因地基濕陷引起附加沉降對(duì)工程可能造成的危害,選擇適宜的地基處理方法,避免或消除地基的濕陷或因少量濕陷所造成的危害。

        新疆石河子遷建機(jī)場(chǎng)場(chǎng)地處于準(zhǔn)噶爾盆地南緣山前沖洪積扇上,海拔500~525m,坡降1%~1.5%,由南向北變緩,地勢(shì)相對(duì)平坦。場(chǎng)內(nèi)廣泛分布為低液限粘土,偶夾含級(jí)配不良礫砂,濕陷系數(shù)0.017~0.164,自重濕陷系數(shù)0.016~0.133,具中等~強(qiáng)烈濕陷,為保證地基濕陷性消除、減少壓縮沉降,根據(jù)綜合比較分析,采用強(qiáng)夯法施工。設(shè)計(jì)強(qiáng)夯能級(jí):6000KN,4000KN,2000KN及1000KN低能級(jí)強(qiáng)夯。

        二、強(qiáng)夯施工中質(zhì)量控制的的主要方面

        含水量是土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)之一,含水量的變化會(huì)直接影響土的強(qiáng)度。濕陷性黃土地基中的天然含水量比較小,相對(duì)加固飽和土地基而言,強(qiáng)夯過(guò)程中一般不會(huì)出現(xiàn)孔隙水?dāng)U散,這更加有利于強(qiáng)夯法的施工。

        土的天然含水量在低于塑限含水量的1%~3%或液限含水量的0.6倍,且接近最佳含水量時(shí),強(qiáng)夯效果最好。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(shí),最后2擊夯沉量之和、之差越小,消除濕陷深度越深。在擬夯實(shí)的土層中,當(dāng)土的含水量低于10%時(shí),應(yīng)對(duì)其增濕至接近最佳含水量;當(dāng)土的天然含水量大于塑限含水量3%以上時(shí),應(yīng)晾干降低其含水量。

        在地表水和地下水的影響下,土體天然含水量無(wú)規(guī)律。地基的土質(zhì)和含水量直接影響到強(qiáng)夯效果,當(dāng)天然含水量大于塑限含水量時(shí),同一夯擊能的影響深度大大減少,還會(huì)出現(xiàn)土體反彈現(xiàn)象。當(dāng)濕陷性黃土處于或略低于最佳含水量時(shí),孔隙內(nèi)一般不會(huì)出現(xiàn)自由水。每夯完1遍不必等孔隙水壓力消散,可采取連續(xù)夯擊,減少?gòu)?qiáng)夯機(jī)移位,提高強(qiáng)夯施工效率,降低工程造價(jià)。

        三、工藝流程及操作要點(diǎn)

        3.1 工藝流程

        3.1.1 清理并平整場(chǎng)地,測(cè)量強(qiáng)夯前場(chǎng)地高程。

        按照設(shè)計(jì)要求清理表層的草皮和腐殖土層(一般清表厚度不得小于30cm,腐殖土層較厚及附著有非適用材料的路段應(yīng)將其清除徹底),并挖除局部的淤泥、翻漿土層,積水路段應(yīng)排除積水并將土翻松晾干。

        強(qiáng)夯施工前應(yīng)認(rèn)真查明強(qiáng)夯場(chǎng)地范圍內(nèi)的地下建筑物和各種地下管線的位置及標(biāo)高等,并采取措施,以免因強(qiáng)夯施工而造成破壞。同時(shí)對(duì)地基范圍內(nèi)的坑洞、水井及平整土地中填埋的淺溝壑進(jìn)行調(diào)查,采取切實(shí)可行的措施消除可能產(chǎn)生的路基質(zhì)量隱患。

        3.1.2強(qiáng)夯試驗(yàn)

        強(qiáng)夯法處理地基大面積施工前,宜先進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)(試夯),通過(guò)試夯確定強(qiáng)夯機(jī)具、夯錘(重量及錘底靜壓力)及夯錘落距、單點(diǎn)總夯擊能(夯擊數(shù))、夯點(diǎn)間距及每遍夯擊間歇時(shí)間、夯擊遍數(shù)、有效加固深度、夯擊地基土的承載力標(biāo)準(zhǔn)值、壓縮模量或變形模量等參數(shù),同時(shí)提供參考的工程經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

        (1)試夯區(qū)應(yīng)選擇在地質(zhì)條件具有代表性的地段,在不同工程地質(zhì)情況應(yīng)不少于一處,一般試夯區(qū)面積不應(yīng)小于500m2;

        (2)試夯宜采用單點(diǎn)試夯與群點(diǎn)試夯相結(jié)合的方法,當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件簡(jiǎn)單或有強(qiáng)夯地基處理經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)可只進(jìn)行單點(diǎn)試夯;

        (3)試夯前應(yīng)編制試夯方案;

        (4)強(qiáng)夯夯擊能

        1)根據(jù)地基土的類別、地基處理深度要求等因數(shù),選擇單位面積夯擊能;

        2)根據(jù)單位面積夯擊能及布點(diǎn)確定單擊夯擊能;

        3)根據(jù)單點(diǎn)夯擊能試驗(yàn),確定單點(diǎn)最佳夯擊數(shù)或夯沉量控制標(biāo)準(zhǔn);

        4)平均夯擊能根據(jù)單擊夯擊能確定。

        (5)地基土的總夯沉量

        試夯前與試夯結(jié)束(碾壓前),應(yīng)測(cè)量試驗(yàn)區(qū)域地基土的高程,以獲得實(shí)驗(yàn)區(qū)地基土的總夯沉量;

        (6)試夯中的重要測(cè)試工作

        1)地基土天然含水率及地基土的滲透性以確定每遍夯擊間隔時(shí)間;

        2)為確定最佳夯擊能和夯擊數(shù)應(yīng)觀測(cè)夯坑體積及夯坑周圍地面的隆起量;

        3)測(cè)試試夯前后地基土的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo);

        4)檢測(cè)地基土的承載力、地基加固影響深度、地基土的壓縮模量、變形模量等;

        5)強(qiáng)夯振動(dòng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響,但施工產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)相鄰的建筑物、結(jié)構(gòu)物、地下管線等將產(chǎn)生不利影響,故測(cè)試強(qiáng)夯振動(dòng)對(duì)預(yù)防振害有實(shí)際意義。

        (7)通常情況下,強(qiáng)夯參數(shù)有設(shè)計(jì)單位提供,施工單位應(yīng)通過(guò)試夯來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)單位提供的強(qiáng)夯參數(shù)是否可行;

        (8)試夯結(jié)束后,應(yīng)對(duì)試夯前選定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校正。

        3.1.3 強(qiáng)夯施工步驟:

        ①在整平的場(chǎng)地上標(biāo)出第一遍夯擊點(diǎn)的位置,并測(cè)量場(chǎng)地高程;

        ②起重機(jī)就位,使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯擊點(diǎn)的位置;

        ③測(cè)量夯前錘頂高程;

        ④將夯錘起吊到預(yù)定高度,待夯錘脫鉤自由下落后,放下吊鉤,測(cè)量錘頂高程,若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘傾斜時(shí),應(yīng)及時(shí)整平坑底;

        ⑤重復(fù)上述步驟④,按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn),完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊;

        ⑥換夯點(diǎn),重復(fù)上述步驟②至⑤,直到完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊;

        ⑦用推土機(jī)或鏟車將夯坑填平,并測(cè)量場(chǎng)地高程;

        ⑧按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)。最后按上述步驟用低能量滿夯,將場(chǎng)地表層夯實(shí),滿夯錘印搭接不小于1/4夯錘的直徑,將場(chǎng)地表層松土夯實(shí),并測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。

        ⑨檢測(cè)前應(yīng)將滿夯后地表輾壓,以達(dá)到地基土的壓實(shí)度要求。

        四、質(zhì)量控制措施

        4.1 強(qiáng)夯施工宜在干旱季節(jié)進(jìn)行。在雨期施工時(shí)應(yīng)采取措施,防止場(chǎng)地積水,否則,將導(dǎo)致土質(zhì)變軟、出現(xiàn)土體擠出現(xiàn)象,降低強(qiáng)夯效果。

        4.2 強(qiáng)夯施工前應(yīng)對(duì)夯點(diǎn)放線進(jìn)行嚴(yán)格的復(fù)核,其偏差應(yīng)小于5cm。夯完后檢查夯坑位置,發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯時(shí)應(yīng)及時(shí)糾正。

        4.3 應(yīng)嚴(yán)格按照夯點(diǎn)布置圖的次序進(jìn)行強(qiáng)夯,不得漏夯;強(qiáng)夯機(jī)就位應(yīng)按次序,并有利于多臺(tái)強(qiáng)夯機(jī)同時(shí)施工。

        4.4 開(kāi)夯前應(yīng)檢查夯錘重和落距,以確保單擊夯擊能量符合設(shè)計(jì)要求。若夯錘使用過(guò)久往往因底面磨損而使重量減輕。落距未達(dá)設(shè)計(jì)要求的情況,在施工中也常發(fā)生。這些都將影響單擊夯擊能的大小。

        4.5 施工過(guò)程中應(yīng)按設(shè)計(jì)要求檢查每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和末夯的夯沉量。并詳細(xì)記錄強(qiáng)夯的各項(xiàng)參數(shù)(如夯擊能、夯擊次數(shù)、每次夯擊的沉降量等)和施工等情況,以備施工結(jié)束后進(jìn)行檢測(cè)。

        4.6 強(qiáng)夯施工結(jié)束1~4周后應(yīng)對(duì)地基加固質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。檢測(cè)點(diǎn)位置可分別布置在夯坑內(nèi)、夯坑外和夯擊區(qū)邊緣。每1000m2范圍內(nèi)抽檢不宜少于3處,檢驗(yàn)深度應(yīng)不小于設(shè)計(jì)處理的深度。

        4.7 強(qiáng)夯處理后的地基竣工驗(yàn)收時(shí),承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用原位測(cè)試或室內(nèi)土工試驗(yàn)。

        結(jié)束語(yǔ)

        通過(guò)強(qiáng)夯法施工,地基土濕陷性得到了很好的消除,取得了良好的施工效果,強(qiáng)夯施工快捷,處理深度深,無(wú)需投入建筑材料,同時(shí)施工設(shè)備也簡(jiǎn)單,可節(jié)省投資。通過(guò)實(shí)際工程應(yīng)用證明,強(qiáng)夯法在處理濕陷性黃土地基中具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果和較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

        參考文獻(xiàn):

        GB50025-2004濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范

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