论强夯法加固地基在建筑施工中应用

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摘 要:阐述了强夯法由来、施工优点和地基适用范围,分析了强夯法加固地基在建筑施工应用和施工质量保证措施,并给予了分心案例。

关键词:强夯法;地基;建筑;施工;应用

中图分类号:TU

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)04-0323-01

1 有关强夯法概述

1.1 强夯法由来

强夯法处理地基是上世纪60年代末由法国梅纳德(Ménard)技术公司首先创用的。该方法是籍重锤从高处自由落下给地基土施以冲击力和振动,从而达到提高地基土的强度并降低其压缩性,还能改善其抗振动液化的能力和消除土的湿陷性。

1.2 强夯法施工优点

强夯施工方法具有施工机具简单,施工方便,加固地基效果显著,适用范围广泛,能缩短工期和降低工程造价等优点。强夯法在开始时仅用于加固砂性土和碎石土地基,经过几十年的应用与发展,通过改进施工方法和改善地基土的排水条件,强夯法逐渐适用于加固从砾石到粘性土的各类地基。在我国强夯法用来加固碎石土、砂土、粘性土、杂填土及湿陷性黄土等地基土。我公司在近些年的施工过程中,坚持积极开拓、大胆创新的思路,开发出具有创意性的强夯处理施工方法,在约300多万平方米的强夯法加固地基施工实践中,创造出省、市级科技进步奖项目,同时也开创了在华东软土地区强夯法加固地基施工的先例。

由于具备以上的优点,强夯法处理地基常被用于堆料场、仓库、车间、油罐、储仓、公路和铁路路基、机场跑道及码头、填海造地等工业与民用建筑项目中,而且其加固的工程项目范围逐步呈日益广泛的趋势。

2 强夯法加固地基在建筑施工应用

(1)一般情况下夯锤重可取10-20t。其底面形式宜采用圆形。锤底面积宜按土的性质确定,锤底静压力值可取25-40kPa,对于细颗粒土锤底静压力宜取小值。锤的底面宜对称设若干个与其顶面贯通的排气孔,孔径可取250-300mm。

(2) 强夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时,可在臂杆端部设置辅助门架,或采取其它安全措施,防止落锤时机架倾覆。

(3) 当地下水位较高,夯坑底积水影响施工时,宜采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的松散性材料。夯坑内或场地积水应及时排除。

(4) 强夯施工前,应查明场地内范围的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等,并采取必要的措施,以免因强夯施工而造成破坏。

(5) 当强夯施工所产生的振动,对邻近建筑物或设备产生产生有害的影响时,应采取防振或隔振措施。

(6)强夯施工可按下列步骤进行:① 清理并平整施工场地;②标出第一遍夯点位置,并测量场地高程;③起重机就位,使夯锤对准夯点位置;④测量夯前锤顶高程;⑤将夯锤起吊到预定高度,待夯锤脱钩自由下落后,放下吊钩,测量锤顶高程,若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时,应及时将坑底整平;⑥按设计规定的夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击; 重复步骤3)至6),完成第一遍全部夯点的夯击; ⑦用推土机将夯坑填平,并测量场地高程;⑧ 在规定的时间间隔后,按上述步骤逐次完成全部夯击遍数,最后用低能量满夯,将场地表层松土夯实,并测量夯后场地高程。

(7)强夯施工过程中应有专人负责下列监测工作:①开夯前应检查夯锤重和落距,以确保单击夯击能量符合设计要求; ②在每遍夯击前,应对夯点放线进行复核,夯完后检查夯坑位置,发现偏差和漏夯应及时纠正;③按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯沉量。

(8)施工过程中应对各项参数及施工情况进行详细记录。

3 施工保证质量措施

(1)施工前应通过试验确定强夯施工技术参数。(2)夯击前应先平整场地,周围作好排水沟,并应先对夯点放线定位,标出第一遍夯点位置。(3)起重机就位时,夯锤应对准夯点位置。(4)发现因坑地倾斜而造成夯锤歪斜时,应及时将坑地整平。(5)强夯施工前应检查夯锤重和落距,以确保单击夯击能符合要求。(6)每遍夯击前,应对夯点放线进行复核,夯完后检查夯坑位置,发现偏差和漏夯应及时纠正。(7)应按设计要求检查每隔夯点的夯击次数和煤机的夯沉量,施工过程中应对各项参数及施工情况作好详细质量记录。(8)强夯地基的允许偏差和检验方法。

4 案例分析强夯法加固地基的质量缺陷原因与处理

(1)工程简介。某变电站主要由主控制楼、综合楼、220kV和500kV继保楼、220kV和500kV构支架等建构筑物组成。站址内大部分地段为剥蚀性山丘,站内利用挖方区域挖出来的土料来回填山间洼地,设计采用了强夯法来处理新回填粘土地基,以满足建构筑物的要求。

(2)强夯地基处理设计要求。强夯地基处理后设计要求地基承载力Pk:①Pk构架基础-200kPa;②Fk(支架基础)≥150kPa;③PL(道路、电缆沟)≥120kPa。 质量缺陷的处理。

(3)根据现场的实际情况和建构筑物的荷载特点,针对不同情况,分别采取了技术上可行、成本较低的两种处理方案。①西南角、东南角的支架点区域,由于支架的体型尺寸较小,所承受的荷载较小,决定直接采用补夯的方案来补强,补强面积约2000m2。补夯过程中,施工单位按规范要求自行进行抽样检验,经检测补夯后的地基满足设计要求。②西南角、东南角区域的9个构架的基础,考虑到构架的体型尺寸较大,所承受的荷载较大,为慎重起见,将基础下面平均2500mm厚的土体全部拄掉,用石粉来置换,置换时,严格按500-600mm厚度分层叵填,利用强夯锤夯实,经检测置换后的地基满足设计要求。