禹海
贵州豪力岩土工程有限公司, 贵州 贵阳 550001
摘要:现阶段,随着社会经济的快速进步,建筑工程行业不断得到发展。在建筑工程的施工过程中,软土地基的处理施工是整个施工中的重要环节,如果软土地基的施工不当,将会造成地基沉陷或者失稳现象。将强夯法运用到建筑地基处理中,不但能够节省材料、降低施工成本,还能够有效的提升施工的质量。
关键词:强夯地基基础;处理技术;施工质量控制
引言
强夯法又称为动力固结法,是以工程器械将重物提升至高空使其自然坠落,利用其重力势能转变成的动能以及夯锤与地面碰撞产生的冲击波反复夯击地面,从而增加地基的密实程度,提高其承压能力的工程技术,被广泛应用于各种不良地基的处理施工中。
1强夯法概述
1.1强夯法的概念和特点
强夯法是指为了提升软弱地基的承载力,运用十几吨或者百吨的重锤,从几米或者几十米的高处自由落下,对土体进行动力夯击,使土体强制压密,降低土体的压实性,提高土体强度的方法,又称为动力固结法。强夯法适用于颗粒粒径大于0.05mm的粗颗粒土,例如砂土、碎石土、杂填土、回填土、粘性土、粉煤灰以及低饱和度的粉土的施工。由于该种技术对环境的影响较小,成本较低,被广泛的运用于建筑工程软土地基处理施工中。将强夯法运用于建筑工程地基施工中具有较大的优势,主要包括施工所用的机械工具和施工工具较为简单、适用范围较为广泛、地基加固效果较好、工期较短和造价较低等优点。强夯法最初仅仅应用于砂性土和碎石土地基的加固,经过不断的改进和完善,强夯法的适用范围不断扩大。由于强夯法具有众多优势,已经被广泛的应用于各类工程中。
1.2强夯法相关原理
(1)动力固结原理。该项原理经常被运用到对细颗粒物的饱和土质进行夯实处理的施工中,运用巨大的势能冲力对土体进行冲击,破坏土体的原有结构,使其产生对外沟通的孔隙,将土体内的孔隙水排空,粉末化的土质在失去空隙压力以后可以固结硬化,能够有效的提升土体的承载力。(2)动力密实原理。该项原理一般运用于非饱和、多空隙以及粗颗粒土体的夯实加固施工中。运用强夯法原理产生的巨大势能冲击,压缩土体。由于原始的土壤颗粒并不是都是均匀的椭圆形或者圆形等,还存在着许多片状体,从而使得土壤存在孔隙,强夯法能够破坏这些结构,使土壤颗粒物质的接触点发生错位变形,增加土壤颗粒之间的接触面积,使土体更加密实,提升土体的承载力。
2强夯地基基础处理技术的应用要点
2.1施工参数设计
强夯地基基础处理技术的施工参数主要有设计承载力特征值、夯击能、夯击击数和遍数、夯点布置和间距、两遍夯击之间的时间间隔、夯击范围等,设计承载力特征值即施工所应达到的承载能力数值,夯击能是强夯法施工夯点的最大单击夯击能量,其值为夯锤重量与落距的乘积,其值的选择应当根据设计要求和地质条件确定;夯击击数应当根据现场试夯的结果决定,需要考虑的因素有夯坑的最大压缩量和夯坑周围的最小隆起量,降起量的大小与夯击效率高低成反比,根据具体情况调整夯击击数。夯点一般根据基底平面形状布置,夯点间距则根据处理深度和土体性质决定。
2.2施工设备选择
在地基基础处理过程中,施工设备属于非常重要的应用设备,也是强夯技术顺利应用的载体。一般情况下,在地基基础处理过程中,常用的施工设备包括全站仪(或水准仪)、强夯机械、推土机、起重机等。全站仪或水准仪在施工过程中的主要作用在于控制作业区的标高和施工位置,确保夯击操作后作业面的平整度。强夯机械包括夯锤和门式起重机,夯锤是夯击地基的主要设备,重量一般在10-12t,门式起重机则是夯锤的支撑结构,高度超过20m。推土机与起重机则是辅助整个强夯活动顺利进行的辅助设备,推土机负责填充地基不平整度的区域,而起重机则是辅助夯锤安装的结构,一般会选择履带式起重机作为施工设备。
2.3夯击点的布置
在夯击技术应用之前,勘察单位对作业区域的基本情况进行勘察了解,确定作业区域的基本情况,如地基类型、地基结构分层情况、不同地层的厚度等。根据所勘察核实的相关资料来合理设置夯击点的具体位置。通常情况下,夯击点的布置呈现出正方形,每一个夯击点位置之间的间隔在4m左右,选择某一个夯击点作为初始点,依次完成整个区域的夯击操作。在进行第二遍夯击操作时,需要改变夯击点布置形式,如可以布置成梅花形,以该形状布置的夯击点穿插于上一次夯击时所布置的图形中,以重叠的方式来提高夯击效果。
2.4夯击次数设置
在强夯技术应用过程中,夯击次数的设置也属于需要重点考虑的环节。具体的夯击次数应结合现场试验来确定,但是在应用过程中需要注意以下几点内容。(1)对每次夯击后地基的沉降量进行统计,在一次夯击过程中,平均每次夯击后地基沉降量不能超过50mm,并且每一次夯击过后,以落锤点为中心的周边隆起较小,减少后续平整凸起的工作量,确保每次施工后的夯击效果。(2)合理控制夯击深度,若夯击深度过大,将很容易引起夯锤提起困难的问题,对此在每一个夯击点,其夯击次数应控制在10次以内,但不能少于5次。(3)结合以往的应用经验,在实际夯击操作过程中,夯击的总遍数应控制在3遍,第3遍的主要作用是稳定地基结构,将前两次夯击导致的土层松动情况进行处理,第3次夯击能量应保持在较低状态,然后对整个区域进行满夯操作。
3强夯地基基础处理的质量控制
3.1施工放线误差控制
在实际的施工过程中,施工放线时,由于会受到人为操作等因素的影响,造成放线误差的存在,因此为了减少夯点放线错误的发生情况,在工程施工过程中,相关人员必须严格加强施工放线的全过程管理,保证放线的规范性。施工单位在每一遍夯击开始之前,都需要进行夯点放线的严格审核,当强夯结束以后,要进行夯坑位置的审核,如果存在位置偏差,要及时进行必要的调整,以保障强夯法的施工效果。
3.2夯击能量控制
强夯机械作为重要的施工设备,在长期的使用过程中,必然会存在强夯设备的损坏与磨损。比如,夯锤在长时间的使用下,其重量会逐步减小,在一些工程建设中,甚至会出现夯锤的误用、夯锤落距难以达到强夯的高速要求等情况,这些情况都会使得强夯夯击能较小,难以符合地基加固处理的要求。因此,在强夯法应用中,相关人员还需要加强对夯击能量的控制,在夯击开始之前,进行夯锤质量与落距等的检查,以提高每次夯击时的夯击能。
3.3 严格控制质量检测
强夯施工结束后,需结合设计提出的地基承载力、变形模量、地基均匀性和压实系数等设计目标值和相对应的检测方案,请第三方检测单位对其进行检测,检查施工过程中的各项测试数据和施工记录,不符合设计要求时应补夯或采取其他有效措施。
结语
强夯地基基础处理技术是运用夯锤自高空坠落产生的巨大冲击力夯实地基的地基处理方法,具有速度快、工期短、设备和工艺简单、费用经济等特点。在地质条件复杂的工程施工中,如果周围环境条件许可,可以以强夯地基基础处理技术为主,以注浆法、砂石桩法等地基础基础处理技术为补充开展地基加固工作,能够大幅降低地基处理工作的工程造价,从而达到节约项目成本,提高利润空间的目的。
参考文献
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