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樁基礎與強夯在工程中的應用
發布時間:2013-12-31 丨 閱讀次數:1033 丨 文章來源:admin

 

強夯法處理地基是20世紀60年代由法國Menard技術公司首先創用的,這種方法是將很重的錘(一般為100~400kN)從高處自由落下(落距一般為6~40m)給地基以衝擊力和振動,從而提高地基土的強度並降低其壓縮性。此法最初僅用於加固砂土和碎石土地基。經過十幾年的應用與發展,它已適用於加固從礫石到黏性土的各類地基土,這主要是由於施工方法的改進和排水條件的改善,強夯法由於具有效果顯著、設備簡單、施工方便、適用範圍廣、經濟易行和節省材料等優點,很快傳播到世界各地。
 
    黃土作為形成地表覆蓋層的次生物質,其分布相當廣泛。在我國黃土覆蓋麵積多達60萬km2,占國土麵積的6%以上,其中西北黃土高原是我國濕陷性黃土最集中的地區。因此,對濕陷性黃土的處理以及技術、經濟上的探討,是一個既現實而又迫切需要解決的問題,強夯法處理濕陷性黃土地基技術在建設中大量運用並取得巨大的成就。
 
1 強夯加固濕陷性黃土的作用機理
    黃土是由沙礫、粗粉粒、大孔隙膠結構組成,黃土濕陷性是由於水和外力的作用產生的顯著附加下沉。強夯是將大噸位重錘起吊到一定高度後自由落下,在極短時間內對地基土體施加一個巨大的衝擊能量,反複衝擊及其產生的壓縮波、剪切波和瑞利波,使土體受到瞬間的加荷(受壓)、卸荷(受拉)及剪切的反複作用,土中孔隙壓縮,同時土體周圍產生裂隙,孔隙水順利排出,土體迅速固結,使土粒原有的接觸形式破壞而產生位移,變為新的較為穩定的接觸形式,從而達到增加土體密度、提高強度的目的。
 
2 強夯施工步驟
    2.1 認真調查,確保強夯場地範圍內的地下無構築物。清除地表土,清除範圍為路基坡腳外2~3m。整平後在場地上標出第一遍夯點的位置,點位偏差控製在±20cm範圍內,並測量場地高程。
    2.2 起重機就位,使夯錘對準夯點位置,測量夯前錘頂高程。
    2.3 將夯錘起吊到預定高度,待夯錘脫鉤自由下落後,放下吊鉤,測量錘頂高程。若發現因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時,及時將坑底整平。
    2.4 重複2.3,完成一個夯點的夯擊,即每個夯點夯6擊。除滿足最後2擊平均夯沉量不大於50mm外,還要求總夯沉量不小於試夯總夯沉量的90%。
    2.5 換夯點,重複2.2至2.4,直到完成第1遍全部夯點的夯擊。用推土機將夯坑填平,並測量場地高程。
    2.6 在規定的間隔時間後,按上述步驟逐次完成第2,3,4遍夯擊。
    2.7 選用錘質量為3t、落距為6m進行低能量滿夯2遍,將場地表層鬆土夯實,要求後一遍與前一遍錯開半夯;最後測量夯後場地高程。
    2.8 灰土封閉。在基底地麵鋪設一層0.20m厚2:8灰土。施工時,石灰撒入土中,不灑水進行初拌,拌勻後應悶料8~12h,再進行灑水複拌,拌勻後即整平、壓實;待強度檢測合格後在灰土墊層上鋪設一層防滲複合土工膜。
    2.9 邊坡加固。路基麵下0.60m處鋪設雙向精編土工格柵,土工格柵每層垂直間距為0.50m,最上兩層沿平麵鋪通,其餘各層深入路堤邊坡寬度2.50m,格柵距邊坡線的距離不小於0.10m,土工格柵對應伸長率為10%時,縱橫向抗拉強度不小於25kN/m。坡麵液壓噴播植草防護。
 
3 強夯施工監測
    強夯施工除了嚴格遵照施工步驟進行外,還派有專人負責施工過程中的監測工作。
    3.1 夯錘使用過久往往因底麵磨損而使質量減小,落距未要求情況在施工中也常發生,這些都將影響單擊夯擊能,因此,開夯前必須檢查夯錘質量和落距。
    3.2 強夯施工中夯點放線錯誤情況常有發生,因此,在每遍夯擊前,對夯點放線進行複核,夯完後檢查夯坑位置,發現偏差或漏夯及時糾正。
    3.3 由於強夯施工的特殊性,各項參數和施工步驟在施工結束後往往很難進行檢查。在施工過程中,認真記錄每個夯點的夯擊次數和每擊的夯沉量等施工情況。 
 
4 施工注意事項
    4.1 現場試夯確定最佳夯擊次數時,除最後2擊平均夯沉量滿足要求外,夯坑周圍不應發生大的隆起。
    4.2 當原地麵含水量較大時,夯擊前在該段落鋪墊10~20cm厚的碎石。
    4.3 強夯不宜在冬季施工。
    4.4 加強強夯安全措施,確保施工人員安全。
 
5 強夯法處理濕陷性黃土的幾點體會
    5.1 強夯法和換土法、灰土擠密樁、灰土井樁、灌注樁比較,有其獨特的優點,尤其適於土質結構不均勻、土質情況差異的地基,更安全可靠。更重要的是強夯法處理濕陷性黃土地基是最經濟、最有效、速度快的一種方法。
    5.2 對地基持力層為粉質黏土,飽和度大於60%,含水量大於塑限含水量3%,按規定不宜采用強夯時,認為采取如下處理措施,可進行強夯法施工。根據土質情況,進行人工成孔,做直徑為300m的3:7或2:8灰土柱,灰為生石灰,土的幹容重為1.60~1.70g/cm3左右,樁孔的深度為夯實厚度的1.20~1.50倍,樁孔的布置為三角形或梅花形,間距由計算而定(使其含水量降至17%的最佳含水量),人工填實即可。然後再進行強夯施工,可達到理想的效果。
    5.3 強夯法在處理多層建築軟弱地基時在國內已取得不少經驗,但對高層建築尚未統一認識。
    5.4 強夯法適合於連片開發的建築群,應統一施工,不宜同時使用幾種方法進行穿插施工,若同時使用,互相影響較大。采用強夯法施工,要求在作小區詳細規劃的豎向設計時,必須考慮強夯的夯沉量影響,因為強夯後場地標高(自然地勢)有所降低。
    5.5 由於強夯法在施工過程中,重錘下落時(約隔3min)要產生持續0.50~1s的地基振動。這種震波對鄰近一定範圍內的建築物是沒有損傷的。但其產生的噪音對附近居民有一定的影響,以適於建設現場的公害控製值75dB作為標準時,那麽施工地點應離開住宅50m以外為宜。
 
6 結語
    強夯法不僅能提高地基土的強度,降低其壓縮性,還能改善抗振動液化的能力和消除土的濕陷性,因此它不僅適用於處理碎石土、砂土、粉土、黏性土、雜填土和素填土地基,還常用於處理可液化砂土地基和濕陷性黃土地基。
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