强夯施工质量控制与检测

强夯施工质量控制与检测强夯施工质量控制与检测 来源 铁路工程论文网 作者 赵军科 发布时间 2009 4 10 16 36 16 点击 1008 强夯施工 质量控制与检测 摘要 结合施工现场遇到的各种软弱土及铁路 公路采用强夯法进行地基处理的特 点 重点介绍了强夯施工 施工过程质量控制与检测方法 关键词 强夯施工 质量控制 检测方法 1 1 前言前言 强夯法常用来加固碎石土 砂土 非饱和粘性土 杂填土地 湿陷性黄土等类地基基 础 广泛应用于工民建 公路 铁路路基 机场跑道 码头等地基处理工程 具有效 果显著 设备简单 施工方便 适用范围广 经济易行和节省材料等优点 它通过用 巨锤 锤重一般为 80 250kN 从高处自由下落 落距一般为 8 40m 对地基施加巨大的 冲击能及冲击波 使土中出现很大的冲击应力 由于土由固液气三态组成 土体中产 生瞬间变形 土层孔隙压缩 土体局部液化 在夯击点周围产生裂缝 形成良好的排 水通道 土中的孔隙水和气体逸出 使土粒重新排列 经时效压密达到固结 从而提 高地基承载力 降低其压缩性 强夯法还能改善砂类土抵抗振动液化的能力 消除湿 陷性黄土的湿陷性 是一种经济和有效的地基加固方法 2 2 强夯施工强夯施工 2 12 1 施工准备施工准备 施工前 应调查强夯范围内地表附着物与地质情况 地下构造物和各种地下管线的位 置及标高等 对影响施工的各种不利因素 采取切实可行的措施消除各种隐患 当强 夯施工所产生的振动对邻近建筑物及建筑物内人员或设备可能产生有害的影响时 应 设置监测点 采取挖减振沟等隔振或防振措施 并做好现场临时防护与排水 2 22 2 编制施工组织设计编制施工组织设计 施工前应编制施工组织设计 内容包括施工方法与施工工艺 机具选择 人员组织以 及施工总平面布置 计划进度 质量与安全 环境与文物保护等 2 32 3 强夯试验强夯试验 采用强夯法处理不良地基 应先按照设计图纸采用不同的夯击能 夯击次数首先进行 试验段施工 强夯处理前 一般都有勘察单位提供的勘察报告 里面有不同深度处原状土的天然密 度 干密度 天然含水量 地基承载力 湿陷性系数等 若有条件可在现场不同深 度处取原状土测其天然密度 干密度 天然含水量 地基承载力 湿陷性系数等 并做土的液塑限试验 或进行夯前标准贯入试验及静力触探试验 以备在强夯处理完 毕后质量检测时采用上述对应的方法进行对比 施工前要测量夯锤落距 通过检测不同夯击能 夯击次下不同深度土的干密度 地基 承载力 含水量 湿陷系数 夯沉量 判定湿陷是否消除或消除湿陷深度及地基承载 力是否满足设计要求 同时控制最后两击夯沉量之和不大于 15cm 之差不大于 8cm 施 工中应详细记录总沉降量和高程 按不同夯击能 夯击次数处理地基后 分别在不同部位取土样 完成固结试验和密实 度及标准贯入等试验 同时完成不同深度处地基承载力试验 根据试验数据判断 达到要求地基承载力或处理深度时 合理的夯击能所对应的最佳 夯击数 夯沉量 干密度及承载力 并以最佳夯击数所对应的夯沉量 干密度及承载 力作为施工控制指标 试夯注意事项 1 试夯时夯点的数量 应根据设计要求及地基的复杂程度 土质的均匀性和建筑物 类别等综合因素确定 在同一地基内如土性基本相同 试验段施工可在一处进行 否 则 应在土质差异明显的地段分别进行 2 在试夯过程中 应测量每个夯点每夯击 1 次的夯沉量 3 试夯结束后 应从夯前原地面起至其下 2 5 或 4 0m 深度内 每隔 0 5 1m 取土 样进行室内试验 测定土的干密度 湿陷系数等指标 必要时 可进行静载试验或其 它测试 4 当测试结果不满足设计要求时 应调整有关参数 如夯锤质量 落距 夯击次数 夯点间距等 重新进行试夯 5 通过试夯 可以确定在不同夯击能下处理地基能达到的有效深度 为施工提供有 关参数 并可验证强夯方案在技术上的可行性和经济上的合理性 6 夯击次数和最后 2 击的平均夯沉量 应按试夯结果或试夯记录绘制的夯击次数和 夯沉量的关系曲线确定 夯击次数以达到最佳次数为宜 2 42 4 强夯施工参数的确定强夯施工参数的确定 强夯施工参数应依据工程场地的土质情况和具体工程质量要求以及试夯参数确定 主 要参数有 有效加固深度 单位夯击能 夯点的布置及间距 单击夯击数及夯击遍数 等 1 有效加固深度 有效加固深度既是强夯加固效果的表示 又是选择地基处理方法的重要依据 它反映 了处理效果 根据我国的实践经验 一般按下式计算公式 式中 H 有效加固深度 m W 夯锤重 kN h 为落距 m 与土的性 质和夯击能等因素有关的系数 一般变化范围为 0 5 0 9 根据工程地质条件和设计 要求 如某工程 取 0 45 则计算出土层的有效加固深度 H 4 5M 2 单击夯击能 锤重 M kN 与落距 h m 是影响夯击能和加固深度的重要因素 设计中按单点夯击能考 虑 E W h 2 式中 E 单击夯击能 kN m W 夯锤重 kN h 为落距 m 3 夯点的布置及间距 为了使夯后地基比较均匀 对于较大面积的强夯处理 夯击点一般可按三角形或正方 形布置夯击点 这样布置比较规整 也便于强夯施工 根据现场实际情况 可采用正 方形或梅花形布置 主夯与副夯时夯点间距采用 4 0m 满夯时夯点彼此搭接采用 1 4 夯锤直径 4 单点夯击数及夯击遍数 夯击遍数应根据地基土的性质 夯击功能与有效加固深度确定 某工程单点夯击数采 用 7 击 夯击遍数为三遍 第一遍 主夯 间距 4 0m 正方形布置点位 单点夯击 7 击 第二遍 副夯 在各主夯点位中间穿插进行 间距 4 0m 正方形布置点位 单点夯击 7 击 第三遍 满夯 采用夯点彼此搭接 1 4 夯锤直径连续夯击 满夯的目的在于将场地表 层松土夯实 5 处理范围 强夯处理范围应大于建筑物基础范围 每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的 1 2 2 3 并不小于 3m 2 52 5 施工程序与施工要点施工程序与施工要点 2 5 12 5 1 主要施工程序 主要施工程序 清理 平整场地 现场标出第一遍夯点位置 测量场地高程 起重机就位 夯 锤对准夯点位置 测量夯前锤顶高程 将夯锤吊到预定高度脱钩自由下落进行夯 击 测量锤顶高程 往复夯击 按确定夯击次数及控制标准 完成一个夯点的夯击 重复以上工序 完成第一遍全部分点的夯击 用推土机将夯坑填平 测量场地 高程 在规定的间隔时间后 按上述程序逐次完成全部夯击遍数 用低能量满夯 将场地表层松土夯实 并测量夯后场地高程 2 5 22 5 2 施工要点如下 施工要点如下 1 清理场地 强夯施工前 对施工场地进行清理平整 2 夯点布置及间距 主夯按夯点间距 4m 正方形布置 副夯点穿插在主夯点位中间 仍按间距 4m 布置 满夯夯点彼此搭接 1 4 连续夯击 夯点放样用石灰桩标明位置 每 遍夯击前及夯击后均测量地面标高 计算夯沉量 3 夯击就位 进行第一遍主夯夯击 夯锤采用圆柱形锤 夯锤直径 2 5m 高 1 2m 底面积 4 91m2 锤重 16 12t 主 副 夯及满夯均用此夯锤 第一遍夯击落距采用 13 5m 夯击能为 2133KN m 夯机就位后 将夯锤按设计夯击能起吊至预定高度 脱钩下落 放下钓钩测量锤底倾斜度 当倾斜 度大于 30 时 应将夯坑填平后再进行夯击 主夯夯击 每点夯击 4 锤 按上述间距 正方形布置 并做好详细记录 4 移动位置 进行下一点夯击 直至完成第一遍夯击 5 主夯完成以后 静置一周 待孔隙水压力消失以后 推平夯坑 准备副夯 6 重新测量定位 按上述要点进行副夯施工 副夯每个点同样夯击 4 锤 夯击能与第一遍相同 夯完以后 间隔一周 推平夯坑准 备满夯 7 满夯处理 满夯时夯锤落距为第一遍主夯时落距的一半 采用 6 7m 夯击能为 1050KN m 满夯处理范围为包括进行主 副夯的全幅 满夯时 夯点彼此搭接 1 4 锤 底面积 夯后测量标高 8 夯坑若有积水 应排除以后才能推平夯坑 2 62 6 施工机具 施工机具 1 起重设备 为强夯的主要机械 一般额定起重能力为夯锤重量的 1 5 3 倍 我国 大都用履带式吊车改装 根据工程所采用的夯锤和起重高度来选用起重机的型号 可 单机作业 也可主 副机 移锤 联合作业 2 门架 由横梁和二个支腿组成 支腿的结构形式有格构式或管式 门架上部横梁中 心绞接于吊杆顶部 3 脱钩装置 强夯机械应采用带有自动脱钩装置的履带式起重机起吊夯锤 保证强夯 机在起落锤时不发生倾覆 由带拉杆的吊钩和滑轮组成 配上牵引钢丝绳 当夯锤起 到规定高度时能自动脱钩落锤 4 夯锤 夯锤的选择系根据土质条件 设计要求和强夯能级决定 夯锤重一般为 80 400kN 设数个上下贯通的通气孔 夯锤的材质为铸钢 铸铁或钢壳包混凝土几种 其 锤底形状多为圆形 锤底面又有平底 锅底 球形等 地面投影面积一般为 4 8m2 5 推土机 是强夯必不可少的辅助机械 作为场地整平压实之用 2 72 7 劳动组织 劳动组织 1 起重工 1000 2000kN m 配 4 人 3000 4000kN m 配 5 6 人 5000kN m 以上配 6 7 人 2 填料工若干人 指需填料强夯 3 起重机车司机 2 人 4 推土机司机 1 2 人 5 机修工 3 人 6 测量工 1 2 人 7 其它管理人员和工人依工程情况可作必要的调整 3 3 施工过程中质量控制要点施工过程中质量控制要点 3 13 1 强夯中需要测定的数据强夯中需要测定的数据 1 夯前的场地标高 各遍夯后整平标高 2 各遍夯点最后三击的夯沉量 计算出夯坑的总下沉深度 各遍在整个夯区内均匀的 选一定数量的点测每一击的下沉量 作为与试夯比较和检测参考 满夯只在开始时 以贯入度控制 得出锤击数 以后以此数为准施打 不再作测量 3 强夯中若发现地面变化较大时 需作隆降观测 4 强夯形成的夯抗直径 主要在试夯时测定 作为计算土体压缩及填料量的参考 5 对有填料要求的强夯 需记录各夯坑的填料数量 3 23 2 施工要求施工要求 1 施工前必须用仪器 准确放出夯点中心位置 并划出圆圈 施夯时对点要准 2 必须按规定的起锤高度 锤击数和控制指标施工 不得随意改变 3 施工中如发现偏锤 应重新对点 4 施工中如发现歪锤时 需用填料 或土 将坑底垫平 才能继续施夯 5 如遇夯锤的通气孔堵塞 应立即开通 6 表层土过干 尤其是满夯 应采取增加含水量的措施 7 雨期施工 要防止雨水浸泡现场 夯坑内有积水应及时排出后方可施工 8 强夯中的满夯是重要的一环 必须精心施工 否则表层质量不好 将造成建筑物沉 降过大和发生不均匀沉降 冬期施工时 不宜进行满夯 3 33 3 施工注意事项施工注意事项 1 采用强夯法时 土的含水量至关重要 土的天然含水量宜低于塑限含水量 1 3 或液限含水量的 0 6 倍 在拟夯实的土层内 当土的天然含水量低于 10 时 应对其增 湿至接近最佳含水量 当土的天然含水量大于塑限含水量 3 以上时 应晾干降低其含 水量 2 对于湿陷性黄土处于或略低于最佳含水量 孔隙内一般不出现自由水 每夯完一 遍不必等孔隙水压力消散 可采取连续夯击 减少吊车移位 提高强夯施工效率 降 低工程造价 3 要消除黄土层湿陷性的有效深度 应根据试夯结果确定 在设计要求消除湿陷性 的深度内 土的湿陷系数 s 均应小于 0 015 4 严格按要求进行逐点夯击 每击一次 观测一次高程并记录 用同样方法完成一 个夯点的夯击 并观测此夯点的总沉降量和高程并记录 发现因坑底倾斜而造成夯锤 歪斜时 应及时将坑底整平 4 4 质量检测质量检测 4 14 1 施工时现场检测控制指标 施工时现场检测控制指标 1 夯沉量 每次夯击后观测记录并计算最后两击夯沉量之和不大于 15cm 之差不大 于 8cm 2 湿陷性系数 检测土的湿陷性系数是否小于 0 015 3 承载力 参考值大于天然地基承载力 4 干密度 参考值大于天然干密度 4 24 2 强夯效果的检测数量与方法强夯效果的检测数量与方法 质量检验的数量 应根据场地复杂程度和建筑的重要性确定 对于简单场地上的一般 建筑物 每个建筑物地基的检验点不应少于 3 处 对于复杂场地或重要建筑物地基应 增加检验点数 检验深度应不小于设计处理的深度 质量检验的方法 宜根据土性选用原位测试和室内土工试验 对于一般工程应采取两 种或两种以上的方法进行检验 对于重要工程项目应增加检验项目 也可做现场大压 板载荷试验 为了检验强夯的加固及处理液化效果 强夯后 7d 应选择有资质的检测单位对强夯区域 进行平板载荷试验 土工取样试验 标准贯入实验 重型 动力触探实验 平板载荷试验 现场采用 707 707mm2 压板 慢速维持荷载法 千斤顶分九级加荷 压板埋置深度在 设计基础底板下约 0 10m 在荷载板上对称安置四个百分表观察地基土沉降量及各级荷 载相对稳定情况 静载点主要布置于独立基础部分场地 共进行 10 个检测点载荷试验 以评价夯后地基的承载力 土工取样试验 现场使用 XY 1 型工程钻机 采用 110 钻具开孔 在设计处理深度范围内进行取芯钻 进 在钻孔中采用重锤击入法采取原状土样送试验室进行土工试验 取样主要在填土 中进行 测试指标主要有地基土的压缩模量 天然含水量 孔隙比 抗剪强度及浅层 土的渗透系数等指标 取土样孔主要布置于独立基础部分 标准贯入试验 现场使用 XY 1 型工程钻机 采用标准贯入器 穿心锤重 63 5kg 自由落距 76cm 标 贯试验的试验间距为 1 0m 整个场地内均有布置 以评价夯前 夯后地基土承载力等 力学指标 并判断水下砂土的液化情况 重型 动力触探试验 现成使用 XY 1 型工程钻孔 采用重型动力触探头 穿心锤重 63 5kg 自由落距 76cm 整个场地内均有布置 在夯前 夯后布置 6 个和 12 个检测点以评价地基土