强夯施工处理湿陷性黄土地基工法

1强夯施工处理湿陷性黄土地基工法一、前言在湿陷性黄土地区施工，消除有效深度范围内湿陷性应当做为施工的首要工作。其作法有：垫层法、强夯法、挤密桩法、予浸水法等，具体情况不同，采用的方法也有所不同。强夯法施工既能消除黄土地基湿陷性，又能提高地基的承载能力，与垫层法、挤密桩法、予浸水法等相比较，具有操作容易，所用设备简单，施工速度快、费用低、效果好等优点，所以强夯法是处理湿陷性黄土地基的首选方法。二、工法特点1、工艺简单、适用范围广，距建筑物及居民区安全距离200~300m以外均可采用。2、操作简便、安全、工效高，既可以消除地基湿陷性，又能提高地基承载力。3、施工过程中对环境无污染，有利于环保。三、适用范围本工法对大面积消除黄土地基湿陷性特别适用，如大型厂房区、飞机场、体育运动场，高等级公路及铁路路基等建筑物的建设工程。四、施工工艺(一)、工艺原理黄土俗称大孔土，在高冲击能的作用下，地基土失去原结构，土粒重新排列，孔隙压缩，孔隙率减小，渗透性减弱，土体密实度得到极大提高，在一定深度范围内湿陷性能消除，承载能力提高。(二)、工艺流程(见工艺流程图)(三)、施工要点1、根据设计要求，在拟建区选择一段不小于20m×20m=400m2的有代表性的区域进行试夯，以便选定强夯施工参数与工艺，试夯工作参照的主要技术标准为：《湿陷性黄土地区建筑规范》GB50025-2004，《建筑地基处理技术规范》JBJ79-2002。(1)单击夯击能的确定根据设计要求地基加固深度，结合当地经验确定单击夯击能，在缺少经验资料或2经验时可按表1预估。表1强夯法单击夯击能估算表序号湿陷性黄土有效加固深度(m)单击夯击能(kN·m)备注14.0~5.0100025.0~6.0200036.0~7.0300047.0~8.0400058.0~8.5500068.5~9.0600079.0~9.58000注：强夯法的有效加固深度应从最初起夯面算起。施工准备清表、整平、压实夯击场地调整地基土天然含水量试验段试夯布出第一遍（第二遍）点夯夯位强夯机就位，使夯锤对准夯点测量夯前锤顶标高将夯锤起吊到预定高度，自动脱钩，自由落下夯击夯点测量锤顶标高按设计控制标准完成一个夯点的夯击完成第一、二遍全部夯点的夯击后，分别推平夯坑低锤满夯，将表层松土压实测量场地标高检测验收测量场地标高转序施工夯坑底面倾斜造成起锤困难，及时将夯坑面整平不合格返工强夯施工工艺流程图测量场地标高3(2)夯点的夯击次数确定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：①最后两击的夯沉量不宜大于下列数值：当单击夯击能小于4000kN·m时为50mm；当单击夯击能为4000~6000kN·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提锤困难。(3)夯击遍数确定首先采用2~3遍点夯，再以低能量满夯1~2遍，满夯可改用轻锤或低落距夯击，锤印搭接。(4)每遍夯击之间间歇时间的确定间歇时间的确定取决于土中超静孔隙水压力的消散时间，黄土属于渗透性较差的细颗粒土，每遍夯击之间(点夯与点夯、点夯与满夯)间歇3~5天。强夯结束后根据规范规定及以往施工经验应静止14天后再进行各项检测，检查其工作有效性。如不合格还须复击。2、基底处理恢复中线，按要求放边桩，并对地下管线进行勘查，强夯前要将其移至界外，对上空的高低压线路要移出界外或架空至安全距离以上。划分作业区段，按8000~10000m2安排一台强夯机为宜，如为路基施工200~300m线路长度划分为一作业区段，或以两桥(涵)间作为一个作业区段。进行水平测量，清除基层表面植被，挖除树根，推土机整平。因为经过强夯后，地基夯沉量可达0.8~1.0m，所以在挖方段要预留0.8~1.0m的高度。压路机碾压1~2遍，碾压沿建筑区纵向进行，先低侧，后高侧，压路机一进一退压完全宽为一遍，轮印搭接不小于40cm，碾压结束后再次进行水平测量。3、调整地基土天然含水量根据试验及经验，黄土地基含水量在5%~17%间较适宜强夯施工。如含水量小于5%，则在表层需补洒水，这样强夯过程中不会起皮，如含水量大于17%，强夯中易出现翻浆，产生橡皮土，则需采取降低地下水位的措施，如井点降水、开挖渗沟等方法。44、夯点定位(点夯)因为夯锤直径大致在2~2.5m之间，所以点夯间距以3m为宜，正方形布点，也可等边三角形布点。规范规定加固区范围应不小于建筑物基底宽度3m，所以自加固区一侧算起，奇数列为第一遍点夯点，偶数列为第二遍点夯点(以点夯两遍为例)。用生石灰粉分别在场地上标出，至加固区另一侧基底外缘再扩大3m为止。(见强夯加固地基夯点平面布置图)第一遍夯点第二遍夯点强夯加固地基夯点平面布置图(示意)基底面积300300300300300300300300300300300300300300300300300300300300单位：cm5、夯击施工首先对奇数列夯点采用履带吊后退法逐点夯击，每击点夯夯击能按试验时选定的参数进行，第一遍点夯结束后，推土机推平夯坑，间歇3~5天后对第二遍偶数列夯点进行夯击，方法与第一遍点夯夯击相同，先标出点夯位，第二遍点夯结束后推平夯坑，间歇3~5天后进行满夯，满夯结束后静止2周，方可进行质量检测工作(见强夯施工全景图)。施工中对每击点的夯击能，夯击数及每一击夯沉量都要作详细量测记录。锤击过程中如遇夯坑过深起锤困难或夯坑面倾斜影响下击锤击，应将夯锤移至坑旁地面上，在坑内适量填些干黄土，使坑面保持水平。5强夯施工全景图6、检测验收检测按每100m长度为一个断面，每个断面间隔15m左右取一个试验点(不少于3点)，进行室外重型动力触探试验，挖探坑取土样(自上至下间隔0.5m取样一个，至加固深度下1m止)进行室内系列试验。同时对地层进行描述。经自检合格后，便可请监理工程师检查验收(如不合格还须返工复击)。检查通过后签发质量检查评定表，然后进行下道工序施工。五、机具设备带自动脱钩装置的履带吊车(吊重25t以上，起重高度15m以上)，夯锤：圆柱形，Φ=2.0m左右，质量15t以上，钢筋混凝土外包厚14mm钢板制成，圆形横截面上对称分布四个Φ=0.3m能贯通整个圆柱体的通气孔（见脱钩装置结构图）；推土机、压路机、水准仪、65432115脱钩装置结构图1-吊钩2-锁柄3-锁环4-压盖5-吊钩夹板6-锐钩环7-螺栓(M10x15共6个)8-垫圈(共4个)9-止动板10-销轴11-销轴套12-锁环轴钩13-轴承(307共4套)14-螺栓(M8x15共16个)15-脱钩后挡钩10987111213146重型动力触探仪、室内外土工试验检测设备一套。其中，吊车、夯锤、水准仪根据强夯机工作效率、工程量大小及工期要求配置，尤其水准仪每台强夯机配一台，推土机、压路机可几台强夯机适量配置一套，全站仪、重型动力触探仪及试验设备一个工点配置一套即可。六、劳动力组织测量工程师1人，负责测量放线工作，领工员兼现场施工负责人1人，吊车司机1人，测工2人（其中1人操作水准仪），普工1人兼挂吊钩工作，推土机司机兼压路机司机1人，室内外试验人员3人。如开双班则领工员、吊车司机、普工每班各1人，测工每班两人。七、安全注意事项1、主要施工人员、吊车司机必须持证上岗，学徒不能单独上岗操作。2、严禁与施工无关人员进入现场，现场施工人员必须戴安全帽，起锤前施工人员应距锤击点10m以外。3、施工中夯锤气孔始终应畅通。4、为防止飞石伤人，吊车驾驶室玻璃窗上应加设防护铁丝网。5、夯击机械要经常维护与正常保养，绝不开带病车，防患于未然。八、效益分析消除设计要求深度范围内黄土地基湿陷性，既经济又实用的方法，第一种是强夯法；第二种是冲击碾压灰土垫层法(施工点距建筑物的安全距离200~300m以上)。其余如换填法，灰土挤密桩法及预浸水法等费用太大，不宜采用，仅以第一种强夯法与第二种冲击碾压灰土垫层法作经济技术比较，按1万m2面积计，强夯法施工费用40万元，而冲击碾压灰土垫层法施工费用82万元，前者是后者费用的二分之一。采用冲击碾压灰土垫层法，在三七灰土拌制摊铺过程中，对周边环境污染严重，线路两侧所种农作物及居民生活都受到不同程度的影响，而强夯法对环境无污染影响，由于远离居民区，冲击波影响弱，可忽略不计，所以用强夯法消除黄土地基湿陷性是既经济又有效的方法。九、工程实例7xx~互助一级公路C标段，管段范围内有8段总长度达6.23公里属Ⅲ、Ⅳ级自重湿陷性黄土地基，占C标段工程总量的85.3%。设计要求远离建筑物及居民区的（安全距离275m）5.78km线路地基面积155750m2，采用强夯处理，处理深度5m。经试夯取得强夯施工参数见表2。表2试验段强夯参数表序号夯击类型夯击次数间距m落距m夯击能kN.m平均夯沉量cm1第一遍点夯83.013.32000702第二遍点夯83.03第三遍全夯38.012008注：落距指夯击面至夯锤重心的距离，如从锤的顶面计算起吊高度还应增加1/2锤高。我们配置了15台吊车，按双班操作，经3个月余施工，经检测全部满足设计要求，取得了非常好的效果，为该工程全面有序施工奠定了基础。