摘 要:我國地域廣闊,地質(zhì)復(fù)雜,軟土分布廣泛,正確處理軟土地基是工程建設(shè)的重要施工環(huán)節(jié)。文章根據(jù)強(qiáng)夯法在市政道路中的實(shí)際應(yīng)用,闡述了強(qiáng)夯法對基底的加固處理和利用,供今后類似工程參考。
關(guān)鍵詞:強(qiáng)夯法;加固地基;應(yīng)用
前言
強(qiáng)夯法又稱動力固結(jié)法或動力壓實(shí)法,它適用于砂土、粉土、粘性土、雜填土和素填土等地基的處理。這種方法是反復(fù)將很重的錘(一般為10~40t)提到一定高處使其自由落下(落距一般為10~40m)給地基以沖擊,土層在巨大的強(qiáng)夯沖擊能作用下,土中產(chǎn)生了很大的應(yīng)力和沖擊被,致使土中孔隙壓縮,土體局部液化,夯擊點(diǎn)周圍一定深度內(nèi)產(chǎn)生裂隙形成良好的排水通道,使土中的孔隙水(氣)順利溢出,土體迅速固結(jié),從而降低此深度范圍內(nèi)土的壓縮性,提高地基承載力,同時,強(qiáng)夯還提高了土層的均勻程度,減少路基的差異沉降。
1 工程概況
濱湖路K0+200~K0+280路段原地質(zhì)勘探資料未包含,經(jīng)施工現(xiàn)場隨機(jī)開挖,本路段軟弱土層深度分布為4~6m,其地質(zhì)情況與鄰近的安州大道相似。根據(jù)《安州大道(K2+260~K2+380)補(bǔ)勘巖土工程勘察報(bào)告》,在鉆探深度范圍內(nèi),場地巖土層由上而下分布為:(1)耕表土;(2)粉質(zhì)粘土;(3)淤泥質(zhì)土;(4)粉細(xì)砂;(5)全風(fēng)化泥巖層;(6)全風(fēng)化砂巖;(7)強(qiáng)風(fēng)化泥巖層;(8)強(qiáng)風(fēng)化砂巖。根據(jù)《補(bǔ)勘報(bào)告》,安州大道沿線(K2+260-K2+380)為耕地,表層土層工程性質(zhì)稍差,厚度分布不均勻,回填后形成下伏的素填土為軟弱下臥層,其中:(1)耕表土;(2)粉質(zhì)粘土;(3)淤泥質(zhì)土層屬軟弱土;(4)中砂層為稍密狀態(tài)但易發(fā)生擾動,流動現(xiàn)象。因此,需對以上四層進(jìn)行地基處理,以調(diào)整不均勻沉降,本次處理采用強(qiáng)夯法,處理范圍:K0+200~K0+280,處理面積約4000m2。
2 強(qiáng)夯法施工控制參數(shù)
2.1 夯擊能選擇。單擊夯擊能為錘重與落距的乘積,單擊夯擊能越大,加固效果越好,一般根據(jù)加固深度來確定,按《地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012有關(guān)說明,強(qiáng)夯法的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試夯或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。本路段需加固深度為4~6m,根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)及相臨路段夯實(shí)資料,本路段單擊夯擊能取值為2000KN·m。
2.2 夯擊次數(shù)。夯點(diǎn)的夯擊次數(shù),由夯沉量與夯擊次數(shù)關(guān)系曲線確定,即當(dāng)夯沉量與夯擊次數(shù)關(guān)系曲線趨于穩(wěn)定,接近于常數(shù),且同時滿足以下條件時,所相應(yīng)夯擊次數(shù)為最佳夯擊次數(shù):(1)最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm;(2)夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大的隆起;(3)不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難。夯擊次數(shù)是加固效果的一個重要因素,夯擊次數(shù)少,則達(dá)不到夯密加固效果,夯擊次數(shù)多則不但費(fèi)用高,而且還會降低地基土承載力。因此,當(dāng)夯擊數(shù)達(dá)一定次數(shù)時,應(yīng)停止夯擊。本路段夯擊次數(shù)根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)及相臨路段資料,初步確定為6擊,施工時根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際夯擊情況進(jìn)行調(diào)整。
2.3 夯擊遍數(shù)。本工程采用點(diǎn)夯2遍+滿夯1遍,點(diǎn)夯夯擊能為2000KN·m,滿夯夯擊能為1000KN·m,滿夯采用輕錘或低落距多次夯擊錘印搭接。
2.4 間隔時間。兩遍夯擊之間的時間間隔不小于1~2周。
2.5 夯擊點(diǎn)布置。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn),第一遍夯擊點(diǎn)間距可取夯錘直徑的2.5~3.5倍,本工程夯擊點(diǎn)采用正方形布置夯點(diǎn),第一遍夯擊點(diǎn)間距取值為6米,第二遍夯擊點(diǎn)位于第一遍夯擊點(diǎn)之間,以后各遍夯擊點(diǎn)間距適當(dāng)減小。
2.6 處理范圍。沿路線每邊超出紅線6m,標(biāo)準(zhǔn)段處理寬度為48米。
3 施工工藝
3.1 施工機(jī)具。強(qiáng)夯設(shè)備主要有起重設(shè)備、夯錘、脫鉤裝置等。本工程采用200KN的履帶式吊車,配自動脫鉤裝置釋重,夯錘選用鑄鐵形錘,底面圓形,直徑2.5m,錘重15t,落距10~14m,其他設(shè)備有推土機(jī)、裝載機(jī)及實(shí)驗(yàn)檢測儀器等。
3.2 施工步驟。(1)清理場地,用推土機(jī)進(jìn)行平整,測設(shè)路線中邊線;(2)放線布點(diǎn),本路段采用正方形布設(shè),用石灰標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置并測量場地高程;(3)就位起重機(jī),調(diào)整夯錘對準(zhǔn)夯點(diǎn)位置,并測設(shè)夯前錘頂?shù)母叱?;?)將夯錘起吊到預(yù)定的高度,開啟脫鉤裝置,使夯錘自由下落;(5)卸下吊鉤,測量錘頂高程,觀測夯點(diǎn)夯擊效果,若發(fā)現(xiàn)坑底有傾斜造成夯錘歪斜時,及時整平坑底;(6)重復(fù)步驟(5)按規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn),完成一個夯點(diǎn)的夯擊;(7)更換夯點(diǎn),重復(fù)步驟(3)~(5),完成第一遍所有夯點(diǎn)的夯擊;(8)用推土機(jī)推平夯坑,測量場地高程;(9)在規(guī)定的間隔時間后,按以上步驟依次完成設(shè)計(jì)夯擊遍數(shù),最后采用低能量(可采用輕錘或低落距)滿夯,夯實(shí)場地表層松土,測量夯實(shí)后場地的高程。
3.3 強(qiáng)夯施工過程的監(jiān)測。施工中安排專人負(fù)責(zé)監(jiān)測工作,監(jiān)測內(nèi)容包括:(1)開夯前檢查夯錘錘重及落矩,確保夯擊符合設(shè)計(jì)要求;(2)在夯擊每一遍前,應(yīng)對每個夯點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核,夯擊完后成還應(yīng)檢查夯點(diǎn)是否發(fā)生有偏差或漏夯現(xiàn)象,若有則要及時予以糾正;(3)檢查每個夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)以及每夯擊的夯沉量;(4)詳細(xì)記錄施工過程中各項(xiàng)施工參數(shù)及檢測數(shù)據(jù)。
3.4 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。本工程強(qiáng)夯后地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為:fk≥140kPa。
4 強(qiáng)夯法設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
4.1 認(rèn)真對待現(xiàn)場試夯。根據(jù)設(shè)計(jì)初步確定的強(qiáng)夯參數(shù),提出現(xiàn)場強(qiáng)夯試驗(yàn)方案并進(jìn)行試夯,待試夯結(jié)束一至數(shù)周后,對試夯場地進(jìn)行檢測,并對比夯前測試數(shù)據(jù),檢驗(yàn)強(qiáng)夯效果,確定工程施工采用的各項(xiàng)強(qiáng)夯參數(shù)。
4.2 周密布置夯擊點(diǎn)。對填土地基來說一定要保證建筑場地每一部位均有夯擊點(diǎn)。
4.3 重視表層土的夯實(shí)。強(qiáng)夯采用點(diǎn)夯2遍+滿夯1遍,2遍點(diǎn)夯分別加固深層土和中層土,最后滿夯采用低能量加固表層土,當(dāng)點(diǎn)夯完成后,采用推土機(jī)將夯坑回填堆平,再進(jìn)行低能量滿夯,滿夯時可采用質(zhì)量較小的夯錘,或低落距多次夯擊,錘印搭接。
5 施工要點(diǎn)
5.1 試夯或?qū)嶒?yàn)性施工。強(qiáng)夯法施工前,應(yīng)根據(jù)初步確定的強(qiáng)夯參數(shù),在施工現(xiàn)場有代表性的場地選取至少一個試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行試夯或?qū)嶒?yàn)性施工,通過測試,檢驗(yàn)強(qiáng)夯效果,以確定最終工程采用的各項(xiàng)參數(shù)。
5.2 平整場地。確定夯前地面高程應(yīng)以估計(jì)強(qiáng)夯后可能產(chǎn)生的平均地面變形進(jìn)行計(jì)算,場地平整采用推土機(jī)推平。
5.3 查明地下管線及構(gòu)筑物。充分查明場地范圍內(nèi)的各種地下管線及地下構(gòu)筑物的位置和標(biāo)高,避免在其上進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè),若不能避開時應(yīng)根據(jù)強(qiáng)夯的影響深度,估計(jì)可能的危害,采取必要措施,防止造成破壞。
5.4 降低地下水位或鋪墊層。若地下水位較高時,應(yīng)降低地下水位,也可以采用鋪筑墊層材料,使地表形成硬層,支承起重設(shè)備,有效加大地下水和地表面的距離,防止夯擊時夯坑積水。
5.5 注意鄰近建筑物。當(dāng)強(qiáng)夯法施工所產(chǎn)生的振動對鄰近建筑物或設(shè)備產(chǎn)生有害的影響時,應(yīng)設(shè)置監(jiān)測點(diǎn),并采取挖隔振溝或防振措施。
6 結(jié)束語
強(qiáng)夯法加固路基具有施工設(shè)備及施工工藝簡單、易于操作和控制、施工工期短、造價(jià)不高等特點(diǎn),越來越多的在工程施工中得到應(yīng)用,是目前處理軟土地基的常用方法之一,但強(qiáng)夯法也有其本身的局限性和不足點(diǎn),需要我們在今后的工作中不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新,使其更廣泛的應(yīng)用于我們的工程施工過程中,更好的服務(wù)于工程建設(shè)。
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作者簡介:韋顯著(1973-),男,廣西南寧,本科學(xué)歷,工程師,研究方向:路橋工程。