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        提高強(qiáng)夯地基合格率方法研究

        2021-12-23 08:27:54楊修歌劉延賓陳德利劉子齊
        城市建筑空間 2021年11期
        關(guān)鍵詞:夯法合格率次數(shù)

        楊修歌,劉延賓,陳德利,劉子齊

        (中國建筑第五工程局有限公司,河南 鄭州 450000)

        0 引言

        建筑物地基穩(wěn)定性直接影響建筑物正常使用,是人民生命財產(chǎn)安全的重要保證。為確保地基穩(wěn)定,在基礎(chǔ)處理過程中,常采用置換法、強(qiáng)夯法、排水固結(jié)法、注漿法、CFG樁等方法進(jìn)行處理。強(qiáng)夯法以造價低廉、施工速度快、設(shè)備簡單、操作方便等優(yōu)勢被廣泛采用。但在實際地基處理施工過程中,受周圍環(huán)境影響,施工區(qū)域強(qiáng)夯質(zhì)量合格率普遍較低。

        因此,本文通過頭腦風(fēng)暴法對影響滿夯后場地不平整、有效加固深度不足的原因進(jìn)行分析,對影響強(qiáng)夯地基施工驗收一次合格率的2個主要問題進(jìn)行分析,以尋求應(yīng)對措施,并將其應(yīng)用于工程實踐,以期為類似工程提供參考。

        1 強(qiáng)夯法工作機(jī)理

        不同施工區(qū)域內(nèi)由于復(fù)雜的地層條件,如素填土、雜填土、砂土、低飽和黏性土、濕陷性黃土、碎石土等,這些土質(zhì)一般雜質(zhì)較多、含水量較高、地基承載力不足,需要對其進(jìn)行地基處理。強(qiáng)夯法是1969年由法國工程師Menard首次使用的一種加固地基方法,即將重錘提升到一定高度,使重錘向下拋出,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為沖擊能作用在軟土地基上。下落產(chǎn)生的重力加速度及附加上重錘的重力,將產(chǎn)生很大的動能,作用于地基上,瞬間沖擊到地層,產(chǎn)生的沖擊能使地基強(qiáng)度、承載能力會有很大的提高,為后期工程奠定堅實基礎(chǔ)。

        2 工程概況

        洛陽市某校區(qū)建設(shè)項目,擬建場地范圍內(nèi)存在大面積挖方,地形起伏較大,陡坎分布較多,植被類型為耕地、草地和荒地等,現(xiàn)場沖溝發(fā)育,分布有墓坑及拆遷建筑??偨ㄖ娣e27萬m2,16棟單體、7棟宿舍、3棟教學(xué)樓設(shè)計為強(qiáng)夯地基,強(qiáng)夯面積約3.43萬m2,工期1個月,共3種能級強(qiáng)夯施工,分別為12 000kN·m 能級強(qiáng)夯,8 000kN·m 能級強(qiáng)夯,3 000kN·m 能級強(qiáng)夯,共3個地塊,7個區(qū)域共計強(qiáng)夯面積約7萬m2。

        施工過程中,已施工區(qū)域強(qiáng)夯質(zhì)量驗收未通過;進(jìn)度要求嚴(yán),同時強(qiáng)夯地基施工周期較長,如果無法一次通過驗收,將嚴(yán)重影響進(jìn)度。因此提高強(qiáng)夯地基施工質(zhì)量一次合格率刻不容緩,成為項目部開工初期的重要工作。

        3 影響強(qiáng)夯質(zhì)量的因素分析

        地基滿夯后,地基承載力、彈性模量和加固深度不足將直接影響主體結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度。影響強(qiáng)夯后地基土質(zhì)量的因素很多,本項目采取頭腦風(fēng)暴法進(jìn)行研究,從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”等方面進(jìn)行討論。頭腦風(fēng)暴法是1938年由美國的阿歷克斯奧斯本首次提出的一種激發(fā)創(chuàng)造性思維的方法,通過討論組形式,讓每人提出的各種想法進(jìn)行碰撞,繼而產(chǎn)生創(chuàng)造性思維。小組成員提出個人想法,從場地不平整和有效加固深度不足2個方面進(jìn)行分析討論。

        3.1 末端因素分析

        基于頭腦風(fēng)暴法的討論,從場地不平整和有效加固深度不足2個切入點進(jìn)行分析,歸納為端因素的影響,如圖1所示。

        圖1 末端因素分析關(guān)聯(lián)圖

        1)落距的影響 落距為夯錘提起高度到打夯設(shè)備所在地面的距離,其對有效加固深度有直接影響。強(qiáng)夯的施工效果由適當(dāng)?shù)穆渚鄾Q定,落距過小,承載力不足;落距過大會產(chǎn)生過大的沖擊能,不但不會增強(qiáng)地基承載力,反而會降低低飽和黏土強(qiáng)度。

        2)夯擊點的影響 確定夯擊點的布置方案應(yīng)綜合考慮建筑物基礎(chǔ)類型、建筑物平面位置、地層情況等因素??紤]到建筑物基礎(chǔ)底面形式,夯擊點可采用正方形、等腰三角形(梅花點布置)布置。擬建建筑物為學(xué)校公共建筑,隔墻相對較多,為保證夯擊土層更均勻,夯點可采用沿墻體基礎(chǔ)線布置,同時要保證橫向承重墻、縱橫墻交接處的地基下有夯擊點,可采用等腰三角形布置夯擊點。

        3)錘印搭接長度的影響 有效加固深度不足與搭接錘印有直接關(guān)系。搭接過長,大量夯擊能被表層硬殼層吸收,淺層土體加固越密實,而深層土體加固越弱。這表明錘印搭接無需過多,減少錘印搭接長度使夯實區(qū)域夯點數(shù)會降低,在一定情況下可有效滿足加固深度,由此施工中可減少人力物力過多投入。

        4)夯擊次數(shù)影響 夯擊次數(shù)可由現(xiàn)場試夯和夯沉量關(guān)系曲線確定,并要滿足:①夯擊范圍外未發(fā)現(xiàn)過大隆起;②夯擊后不影響提錘;③最后兩擊的平均夯沉量≤50mm。眾多工程實際應(yīng)用表明,夯擊次數(shù)不宜過多,需要盡量減少夯擊次數(shù)。

        5)外部環(huán)境影響 根據(jù)施工區(qū)域?qū)嶋H,地表水的存在、人員素質(zhì)低、機(jī)械設(shè)備的不穩(wěn)定性等均會對強(qiáng)夯地基質(zhì)量造成一定影響。

        3.2 要因確認(rèn)

        針對末端因素分析關(guān)聯(lián)圖分類、整理、分析后進(jìn)行要因確認(rèn),如表1所示。

        表1 要因確認(rèn)

        3.3 現(xiàn)狀調(diào)查

        2019年1月1日至2019年1月5日,對該項目正在強(qiáng)夯的地區(qū)質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查,收集2個區(qū)域數(shù)據(jù),共180個點,合格點數(shù)144點,合格率80%,通過進(jìn)一步統(tǒng)計分析,得出影響強(qiáng)夯施工質(zhì)量驗收一次合格率情況檢查統(tǒng)計結(jié)果,如表2所示。

        表2 影響強(qiáng)夯地基驗收一次合格率情況檢查統(tǒng)計

        3.4 處理措施

        1)落距不符合要求 現(xiàn)場調(diào)查不同能級的高度是否符合設(shè)計要求,對夯距進(jìn)行確認(rèn)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)落距均滿足設(shè)計要求,非重要原因。

        2)夯擊點布置 現(xiàn)場復(fù)核標(biāo)高控制網(wǎng)和軸線,是否在誤差范圍內(nèi),查看夯擊點點位布置,是否符合設(shè)計要求。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查,現(xiàn)場點位位置符合設(shè)計要求位置,誤差在允許范圍內(nèi)。

        3)夯擊次數(shù) 通過查看現(xiàn)場夯擊次數(shù)記錄表,根據(jù)設(shè)計要求,保證夯擊次數(shù)。經(jīng)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)夯擊點數(shù)嚴(yán)重不足,為影響夯擊質(zhì)量的重要因素?,F(xiàn)場增派監(jiān)督人員,保證夯擊次數(shù)的同時,檢查設(shè)備的正常運(yùn)行。

        4)錘印搭接長度 根據(jù)設(shè)計要求,錘印搭接1/4錘徑,經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)錘印符合設(shè)計長度要求,為非重要原因。

        5)外部環(huán)境影響 對地表水設(shè)置排水溝;應(yīng)加強(qiáng)人員素質(zhì)培訓(xùn),考取相應(yīng)資格證書;對機(jī)械設(shè)備的不穩(wěn)定性應(yīng)查驗設(shè)備合格證,使其安全正常運(yùn)行。

        因此可看出,夯擊次數(shù)、人員管理缺失、操作人員操作不到位是造成強(qiáng)夯地基驗收合格率的重要原因,應(yīng)加強(qiáng)施工區(qū)域操作人員的培訓(xùn)和保障規(guī)章制度的落實。

        3.5 改進(jìn)后夯擊質(zhì)量合格率

        通過頭腦風(fēng)暴法對影響夯擊質(zhì)量最核心的2個檢查項目對比檢查,如表3所示。滿夯后場地平整度偏差超過±100mm的合格率由50.0%增至86.7%;有效加固深度不足的合格率由73.3%增至93.3%。改進(jìn)后強(qiáng)夯地基質(zhì)量有明顯提升,地基合格率的提升為施工順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。

        表3 改進(jìn)后強(qiáng)夯地基驗收一次合格率

        4 結(jié)語

        1)影響擬建建筑強(qiáng)夯地基質(zhì)量的因素較多,運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法構(gòu)建強(qiáng)夯地基合格率的末端因素關(guān)聯(lián)圖,分析原因找到相對應(yīng)的措施,地基驗收合格率由77.5%增至91.7%。

        2)強(qiáng)夯法由于其獨特優(yōu)勢得到廣泛采用,但較多復(fù)雜因素影響其夯實質(zhì)量,頭腦風(fēng)暴法匯集眾人想法,將各種影響考慮到位,解決實際問題,此方法具有普遍性。

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