王　浩　魏　磊

【摘 要】為了提高地基承載力和降低土層壓縮性,可以采取強夯法處理濕陷性黃土地基的方法。該方法施工方便、快速有效、節(jié)約投資,根據(jù)夯擊類型不同,強夯法處理地基與樁基相比可節(jié)省投資50%以上。因此,此方法是我國目前最為常用和最為經濟的深層地基處理方法之一。在處理濕陷性黃土地基之中應根據(jù)實際情況分析影響因素,確定合適設備,制定切實可行的施工方案,從而達到質量要求。

【關鍵詞】強夯法濕陷性黃土地基 影響因素 施工工藝

一、黃土夯實影響因素分析

1.含水量對強夯的影響

含水量是土的基本物理性質指標之一,含水量的變化會直接影響土的強度。濕陷性黃土地基中的天然含水量比較小,相對加固飽和土地基而言,強夯過程中一般不會出現(xiàn)孔隙水擴散,這更加有利于強夯法的施工。

2.夯擊過程中孔隙比對地基的影響

強夯加固濕陷性黃土地基是黃土在動力作用下由大孔、松散狀態(tài)變?yōu)槊軐崰顟B(tài)的過程?？紫侗仁敲枋鼋Y構性變化的一個重要參數(shù),濕陷性黃土地基中的天然含水量比較小,在巨大的夯擊能作用下土顆粒和孔隙空間性增加,孔隙比減小。但實踐證明,無論怎樣選擇夯擊參數(shù),強夯也不可能將土中的氣體和水全部排出,其夯實變形主要是由于土質孔隙中氣相被排出,土顆粒相對移動,重新排列而引起的。經強夯處理后,土質達到密實狀態(tài),孔隙體積可減少約60%。這時土質中含水量沒有發(fā)生變化,但是飽和度卻不斷增加。

3.夯錘的形狀

經過實踐證明,不同土質不同地層結構,均采用相同的錘形是很難取得理想的夯實效果的。大多數(shù)夯錘都是平底,其錘底靜壓力在25-40kPa之間。

4.對強夯機的設備性能要求

強夯法施工和強夯機是緊密聯(lián)系在一起的,強夯機的設備性能有如下要求:強夯機應具有較高的工作級別,并應具備較強的地形適應能力和較高的作業(yè)穩(wěn)定性;起升卷揚機構的卷筒應具有寬幅大容量、高彈出力性能和高制動能力;發(fā)動機功率應有充足的儲備,行走機構能適應泥濘和沉陷地面的行走和轉向。

二、強夯法處理濕陷性黃土路基施工工藝

1.施工準備

強夯施工前,應查明場地內范圍的地下構筑物和各種地下管線的位置及標高等,并采取必要的措施,以免對原有構筑物造成破壞。在施工現(xiàn)場有代表性的場地上選取一個或幾個試驗區(qū),進行試夯或試驗性施工。初步確定強夯參數(shù),提出強夯試驗方案,進行現(xiàn)場試夯。在試夯過程中加強監(jiān)測,及時調整,編寫施工組織設計,經駐地監(jiān)理組審查,報總監(jiān)代表審批同意方可施工。

2.夯點布置與強夯

夯點布置是否合理對于夯實效果也有直接影響。夯點一般布置成正三角形或正方形,這樣布置比較規(guī)整,也便于強夯施工。由于基礎的應力擴散作用,強夯處理范圍應大于基礎范圍,其具體放大范圍,可根據(jù)構筑物類型和重要性等因素考慮確定。夯點間距可根據(jù)所要求加固的地基土性質和要求處理深度而定。夯點間距一般取1.5-2.5倍的夯錘直徑。每4000mm²工作面為一個施工單位。夯擊遍數(shù)應根據(jù)地基土的性質確定,地基土滲透系數(shù)低,含水量高,需分3-4遍夯擊,反之可分兩遍夯擊,最后再以低能量“搭夯”一遍,其目的是將松動的表層土夯實。強夯一般分三遍施工。第一、二遍為間隔跳夯方式施工,錘中心間距為1.5d-2.5d,此處選錘中心問題(即夯位中心距)為3m,以3m×3m方格網(wǎng)定位,每3m×3m方格網(wǎng)為一夯位,每個夯位連夯,夯點的夯擊次數(shù)可以結合公式:N=(EL2)/(MH)(夯點為方格布置,間距L)計算取值。也可按現(xiàn)場夯擊得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關系曲線確定。夯擊結束后檢查夯沉量,最后兩擊平均夯沉量不得超過5cm,否則加擊。對于飽和細粒土,擊數(shù)可根據(jù)孔隙水壓力的增長和消散來決定,當被加固的土層將發(fā)生液化時的擊數(shù)即為該遍擊數(shù),以后各遍擊數(shù)也可按此確定。第三遍采用低能量滿面拍夯,將場地表層松土夯實,夯位中心距1.5m。

3.間歇時間

所謂間歇時間,指相鄰夯擊兩遍之間的間歇時間。間歇時間取決于土中超靜孔隙水壓力的消散時間,對于滲透性較差的粘性土地基的間歇時間,應不少于3周;對于滲透性好的地基土,第二遍夯位施夯時間,與其相鄰的第一遍夯后應施夯時間間隔不得少于4天,每個夯區(qū)的第三遍拍夯必須在該夯區(qū)第二遍施夯完畢四天后進行。

4.強夯法的施工管理

夯位要按設計圖要求編制夯點編號圖,編號圖要清晰、規(guī)范、科學。夯點定位布置用鋼尺按100%的頻率丈量;施工單位要對強夯機械進行編號,夯錘必須過磅稱重,每臺強夯機械必須持有監(jiān)理組發(fā)放的《施工許可證》方可進行強夯施工;制定嚴格的安全管理措施,進行機械操作的主要人員必須掛牌上崗;用水準儀測量墊層鋪設前、后的對應測點標高,初步確定墊層厚度,每20米一個斷面,每個斷面5個規(guī)定測點,再按每斷面挖1處探坑,進一步確定墊層厚度;主、副、滿夯的間隙時間要根據(jù)現(xiàn)場情況作必要的調整,但間隙時間必須滿足72小時;施工人員要認真做好強夯施工記錄,記錄要求清楚、真實;路基基底處理應按設計要求和黃土的濕陷類型進行施工同時作好兩側的施工排水、防水措施。在施工現(xiàn)場均應設置專職施工質檢人員和施工安全人員,負責指導、檢查和監(jiān)督施工現(xiàn)場的質量、安全操作和施工安全措施。對于產生的噪音與振動波對周圍的建筑物和居民將造成一定的影響,一般采用隔震溝進行消除。

三、強夯法施工的優(yōu)點和效果

強夯法施工相比較其他施工方法具有自己的優(yōu)點,如:施工設備、工藝簡單,僅用一臺起重機和重錘即可施工等。夯后一般地基強度可提高2-5倍,壓縮性可降低2-10倍,加固影響深度可達6-10m,同時可防止地震區(qū)砂土液化,和消除或降低大孔土的濕陷等級。工效高、施工速度快,每臺設備每月可處理地基面積5000-10000m2,比樁基可加快工期1-2倍。節(jié)約投資,根據(jù)夯擊類型不同,強夯法處理地基與樁基相比可節(jié)省投資50%以上。

四、結束語

用強夯法處理濕陷性黃土路基其本身具有施工工藝、設備簡單,易操作和控制,工程造價低等諸多優(yōu)點,是目前常用的一種地基處理方法,但其本身也有它的局限性和不足點,有待于我們日后不斷的改進和創(chuàng)新,使其更廣泛的應用于我們的工程施工過程中,更好的為服務于工程建設工作。

參考文獻:

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