强夯法处理地基工程施工工法

PAGE强夯法处理地基工程施工工法中铁十九局集团第五工程有限公司路桥二公司任泽华王茂盛一、前言强夯法是20世世纪60年代末、70年代初首先先在法国发展展起来的，国国外称之为动动力固结法，以以区别静力固固结法。这一一般是将10—40t的重锤以10—40m的落距，对对了基土施加加强大的冲击击能，在地基基土中形成冲冲击波和动应应力，使地基基土压实和振振密，以加固固地基土，达达到提高强度度、降低压缩缩性、改善砂砂土的抗液化化条件、消除除湿陷性黄土土的湿陷性的的目的。强夯夯法以其适应应性强、效果果好、造价低低、工期短等等优点，成为为我国地基处处理的一项重重要技术。二、工法特点1、质量可靠，造造价低，进度度快，节约三三材，经济效效益显著等特特点。2、强夯法加固固地基，能代代替某些桩基基础而节省钢钢材、木材和和水泥，而且且速度快、效效果好、投资资少，是一种种经济、简便便的地基加固固方法。3、该法所用设设备简单，质质量控制方便便，适用范围围广泛。4、强夯法一般般采用重力为为80kN（8t）以上重锤锤，起吊到6m以上高度，垂垂锤呈自由落落下，对土体体进行强力夯夯实。它是一一种既能提高高地基强度，降降低其压缩性性，又能改善善其抵抗地震震液化的强力力和消除土的的湿陷性的地地基加固方法法。三、适用范围1、强夯法加固固地基，适用用范围广泛，可可用于湿陷性性黄土、碎石石土、砂土、一一般粘性土、软软土以及工业业或生活垃圾圾等各种填土土地基。对于于非饱和土地地基，强夯加加固效果显著著，在呈流塑塑状的淤泥中中抛填碎石、（钢钢渣、矿渣）进进行强夯挤淤淤也能取得较较好的效果。2、处理深度一一般不超过15m。3、地下水位距距地表面2～3m为宜。4、夯击对象最最好为粗颗粒粒土组成。5、施工现场距距原有建筑物物应有足够的的安全距离，一一般宜大于10m。6、对于饱和软软土，地表面面应铺一层较较厚的砾石、砂砂士等填料。四、工艺原理强夯法是应用功功能转换的原原理达到加固固地基的目的的。具体地说说，它是利用用起重设备将将几十吨(一般8—40t)重锤，从几几十米(一般6—40m)高处自由落落下，给土以以强烈的冲击击和振动。地地基土在强大大的冲击能的的作用下，土土体强制压缩缩或振密；土土体局部液化化，夯点周围围产生裂隙，形形成良好的排排水通道，孔孔隙水逸出，经经时效压密，使使土体重新固固结，从而提提高了土的承承载力，降低低其压缩性。应用强夯法加固固地基虽已经经历了几十年年，实践证明明是一种较好好的地基处理理方法，但是是还没有一套套成熟的理论论和完整的设设计计算方法法。根据国内内外近十年来来的研究成果果，土的强夯夯作用机理一一般可归结为为：非饱和类土：以以直观的加密密使土体强度度增加为主，如如黄土和一般般的粘性土，最最典型的是湿湿陷性黄土，通通过夯击使土土颗粒重新排排列成致密结结构体，消除除其湿陷性。粉土和粉细砂类类土：夯击作作用使土体加加密和预液化化，从而提高高地基土的承承载力和抗液液化能力。饱和土：强夯使使空隙水压力力瞬时升高，随随着水压力的的消散，土中中自由水和部部分弱结合水水排出，土体体变得紧密，随随着时间的延延续，触变后后的土体结构构得以恢复，使使地基土得到到加固，对于于饱和淤泥质质土和粘性土土，可通过加加填料(石块、钢渣渣等)夯击，增加加土体骨架和和排水通道，这这一措施无疑疑扩展了强夯夯处理地基土土的适用范围围。五、施工工艺流流程及操作要要点（一）施工工艺艺根据工程地质勘勘察报告与建建筑物的设计计要求，施工工前应对地基基加固方案进进行初步设计计，包括加固固的工艺与主主要的技术参参数，并进行行试夯，检验验与修正技术术参数，方可可正式施工。1、工艺强夯法夯击过程程为先对有一一定间距的单单点(主夯点)进行夯击，后后对整个场地地挨点满夯。2、参数（1）强夯加固固地基的有效效(影响)深度H=(Mh/110)-2M——锤重(tt)；h——落距(锤锤底至起夯面面距离)

(mm)。（2）强夯能级级(指单点夯击)E=W•h

(kNN•m)W——锤重(kkN)；h——落距(mm)。（3）单点锤击击数对单个夯点，一一次连续夯击击次数。击数控制标准如如下：①夯坑标高控制制：打到要求求标高或夯坑坑达到某一深深度，以至不不好继续操作作(粘锤、埋锤)，此击数时时形成的标高高。②贯入度控制：：夯到最后一一击，或最后后三击的平均均贯入度，小小于或等于一一定数值时的的击数。a.较硬土、湿湿陷性黄土、砂砂性土3—5cm。b.软弱土5——10cm。c.对于饱和软软粘土，淤泥泥质土以及大大能级强夯而而相应的锤底底面积小的情情况下，贯入入度达20—30cm。③地面发生较大大隆起(一般不超过30cm)或夯坑内出出现溢水等情情况时，需停停止夯击。（4）满夯的锤锤击数对每个夯点连续续夯击数一般般为3—5击。（5）夯击遍数数以一定的连续击击数，对整个个场地的一批批点，完成一一个夯击过程程叫一遍，单单点的夯击遍遍数加满夯的的夯击遍数，为为整个场地的的夯击遍数。①单点的夯击遍遍数：除坚硬土和粒料料土外，一般般都有孔隙水水压力的消散散和土体恢复复问题。这两两个因素是控控制强夯遍数数的主要因素素，一般含水水量大的遍数数较多。对在在夯击过程中中有填料要求求的饱和软土土的遍数也较较多。夯坑过过深，需在坑坑内填满料，再再在原点夯击击，这种情况况也增加了遍遍数。②满夯的夯击遍遍数，一般为为一至二遍。（二）施工方法法及操作要点点1、场地整平及及标高要求(1)为便于机机械行走和施施工，强夯场场地整平应大大于强夯布点点范围，以夯夯点外边缘向向外扩3—5m或以外排基基础边扩8—10m，如在挖填填方地带施夯夯，需考虑放放坡。(2)强夯场地地的标高，以以所夯建筑物物的基础底标标高，加预留留夯沉深度来来定。夯沉深深度与地质情情况，能级等等有关。此值值可经过试夯夯确定。2、夯点布置按处理面积均匀匀布点时，以以最外围基础础中心线或外外边线算起，增增加一排夯点点。按基础位置相应应布点时，同同上或按基础础持力层厚度度一半扩出。布点形式和间距距依地质情况况、能级和夯夯锤面积等定定。为更好的的达到设计要要求，多数情情况需试夯确确定。(1)单点间距距一般为1.5D—2.5D((D为锤底直径)，呈正方形形、梅花形和和等边三角形形布置。(2)满夯为挨挨点错位相切切。3、试夯根据设计指标和和地质报告，参参照有效影响响深度公式、结结合实际经验验，首先确定定试夯能级，然然后选择不同同的锤底面积积、布点间距距、施工顺序序、夯击遍数数、单点夯击击数等。夯后后经过测试，得得出满足设计计要求的最佳佳数据，确定定施工工艺和和参数。有条条件时，对含含水量较大的的地基土。为为能提供各遍遍准确的间隔隔时间，最好好做孔隙水压压力消散试验验。试夯场地可选在在本工程场地地内或附近，有有经验时也可可在工程开始始部分安排试试夯。4、施工程序施工程序如图11：图1施工准备夯前勘察施工方案1夯后检测施工准备夯前勘察施工方案1夯后检测Ⅰ实验性施工施工方案1正式施工夯后检测Ⅱ工程验收结果补夯施工检测试夯（检验设计的各项数据，并依此确定各项施工参数）（设计图方案）六、劳动组织(1)起重工：：1000—2000kkN•m配4人；3000—40000kN•m配5—6人；5000kN••m以上配6—7人；填料工若干人((指需填料强强夯)。(2)起重机车车司机：

2人。(3)推土机司司机：

1—2人。(4)机修工：：

3人。(5)测量工：：

1—2人。(6)其它管理理人员和工人人依工程情况况可作必要的的调整。七、材料与设备备(1)起重设备备：为强夯的的主要机械，一一般额定起重重能力为夯锤锤重量的1.5—3倍，我国大大都用履带式式吊车改装。根根据工程所采采用的夯锤和和起重高度来来选用起重机机的型号。可可单机作业，也也可主、副机机(移锤)联合作业。(2)门架：由由横梁和二个个支腿组成，支支腿的结构形形式有格构式式或管式。门门架上部横梁梁中心绞接于于吊杆顶部。(3)脱钩装置置：由带拉杆杆的吊钩和滑滑轮组成，配配上牵引钢丝丝绳，当夯锤锤起到规定高高度时能自动动脱钩落锤。(4)夯锤：夯夯锤的选择系系根据土质条条件、设计要要求和强夯能能级决定。夯夯锤重一般为为80—400kN。设数个上上下贯通的通通气孔。夯锤锤的材质为铸铸钢、铸铁或或钢壳包混凝凝土几种。其其锤底形状多多为圆形，锤锤底面又有平平底、锅底、球球形等，地面面投影面积一一般为4—8m2。(5)推土机：：是强夯必不不可少的辅助助机械，作为为场地整平压压实之用。八、质量控制1、强夯中需要要测定的数据据(1)夯前的场场地标高，各各遍夯后整平平标高。(2)各遍夯点点最后三击的的夯沉量，计计算出夯坑的的总下沉深度度，各遍在整整个夯区内均均匀的选一定定数量的点测测每一击的下下沉量，作为为与试夯比较较和检测参考考、满夯只在在开始时，以以贯入度控制制，得出锤击击数，以后以以此数为准施施打，不再作作测量。(3)强夯中若若发现地面变变化较大时，需需作隆降观测测。(4)强夯形成成的夯抗直径径，主要在试试夯时测定，作作为计算土体体压缩及填料料量的参考。(5)对有填料料要求的强夯夯，需记录各各夯坑的填料料数量。2、施工要求(1)施工前必必须用仪器，准准确放出夯点点中心位置，并并划出圆圈，施施夯时对点要要准。(2)必须按规规定的起锤高高度、锤击数数和控制指标标施工，不得得随意改变。(3)施工中如如发现偏锤，应应重新对点。(4)施工中如如发现歪锤时时，需用填料料(或土)将坑底垫平平，才能继续续施夯。(5)如遇夯锤锤的通气孔堵堵塞，应立即即开通。(6)表层土过过干(尤其是满夯)应采取增加加含水量的措措施。(7)雨期施工工，要防止雨雨水浸泡现场场，夯坑内有有积水应及时时排出后方可可施工。(8)强夯中的的满夯是重要要的一环，必必须精心施工工，否则表层层质量不好，将将造成建筑物物沉降过大和和发生不均匀匀沉降。冬期期施工时，不不宜进行满夯夯。严格按照设计布布置的夯点放放线、夯击；；按照试夯所所确定夯击击击数、间隔时时间、夯击遍遍数、锤重、落落距等参数施施工。如采用方形锤应应有人工导向向。在满夯时应随时时调整吊车位位置，以防止止出现以吊车车为中心的扇扇形面，影响响夯击效果。3、加固效果检检验(1)强夯法处处理地基后，由由检测得出夯夯后地基土的的各项物理力力学指标。其其指标主要是是地基土的承承载力，对饱饱和粘土还要要提出压缩模模量。对湿陷陷性黄土，要要测出消除湿湿陷的深度，对对于液化地基基土应测出消消除液化的深深度。(2)检测点布布置在夯点上上和夯间：强强夯过的场地地较均匀，可可取少量点检检测。为检测测结果更可靠靠，在夯打过过程中发现的的较软弱区域域可多布点。(3)夯后开始始检测的时间间，根据土质质情况决定。砂砂质土可在竣竣工后一周左左右或立即检检测。含水量量在塑限左右右的粘性土，可可在2—4周或稍长一一些时间检测测，饱和粘土土要视孔隙水水消散时间而而定，淤泥质质土要视孔隙隙水消散时间间及土体恢复复而定。后两两种土开始检检测时间一般般较长。(4)强夯测试试手段有静载载荷试验、动动力触探、标标准贯入、静静力触探、旁旁压、土工试试验等。可选选一种或数种种方法检测。含水量低的地基基土、饱和砂砂类土、可选选标贯。湿陷陷性黄土用静静探与探井取取样做土工试试验两手段结结合。夯后场场地一般不做做载荷浸水试试验。饱和粘粘土、淤泥质质土应以标贯贯为主，配合合静探分析(单独使用静静探则结果偏偏低)、碎石类土土用重(2)测试。九、安全措施1、强夯施工的的夯锤系自动动脱钩，现场场施工必须高高度集中，统统一指挥，不不得有任何混混乱现象，整整个现场应由由起重指挥员员全面负责。2、吊车司机、推推土机司机都都要集中精力力听从起重指指挥员的号令令，不得盲动动，夯锤起吊吊后，禁止任任何人从吊杆杆下方通过。3、吊车司机应应严格遵守安安全操作规程程。4、夯锤升起如如超过脱钩高高度仍不能自自动脱钩时，起起重指挥员应应立即发出停停车信号，并并将夯锤落下下，找出原因因，进行处理理。5、夯击前应注注意周围高压压线对吊车及及缆绳的影响响，对临近的的建（构）筑筑物、厂区竖竖向工程地下下管沟或管线线、电杆等亦亦应保持一定定距离，并会会同设计部门门进行调查，共共同确定强夯夯加固范围。6、在吊车操作作室挡风玻璃璃前，应增设设一面铅丝防防护网。7、由于强夯机机组高大，稳稳定性较差，因因此对施工场场地要求较严严，不得软硬硬不匀，不得得有虚填坑洞洞和浅层墓坑坑。8、强夯时有土土块石子等飞飞出，现场人人员必须戴安安全帽。吊车车上应安装防防护网，非施施工人员不得得进入现场。9、应随时注意意检查机具的的工作状态，经经常维修和保保养，发现不不安全之处应应及时处理。十、环保措施1、夯击场地应应视情况适当当洒水，以防防石、水四溅溅，尘土飞扬扬。2、对临近有精精密电子设备备的建筑物，应应采取隔振措措施，以消除除振动带来的的危害。十一、效益分析析对各种不同类型型地基的地质质条件，强夯夯所产生的效效果不同，但但总的特点是是节约三材，缩缩短工期，效效果明显，造造价低。强夯夯比碎石桩、混混凝土灌注桩桩、预制桩、换换土、灰土桩桩、砂桩等可可节约投资30%左右。由于于施工进度快快、早日投产产所产生的社社会经济效益益就更大了。十二、工程实例例我单位承建的长长吉城际铁路路CJCJ--2标段强夯面面积为532077m2，设计夯击击能为1000kNN·m，现已施工290333m2。施工中采用W—1001型履带式起起重机，夯锤锤采用锤重22t，落距4.5m，采