摘要:強夯法是地基處理方法之一,它適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土,濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強夯置換法,適用于高飽和度的粉土,軟-流塑的粘性土等地基上對變形控制不嚴的工程,在設計前必須通過現(xiàn)場實驗確定其適用性和處理效果。強夯法和強夯置換法主要用來提高土的強度,減少壓縮性,改善土體抵抗振動液化能力和消除土的濕陷性。
關(guān)鍵詞:強夯法地基基礎
這種方法是將重錘(一般為80~400KN)提升到高處(一般為6~40M)自由落下,給地基以強烈的沖擊力和振動,使土體結(jié)構(gòu)破壞,孔隙壓縮,土體局部液化,通過裂縫排出孔隙水和氣體,地基土在新的狀況下固結(jié),從而提高承載能力,并降低其壓縮性。強夯法施工簡便,效果顯著。2003年,我們在宜昌興山縣公安局看守所-監(jiān)室工程施工中對高填土下臥可液化土層地基采用強夯處理,取得良好的技術(shù)經(jīng)濟效果,深受建設方和有關(guān)專家們的好評。
一、工程概況及地質(zhì)條件
宜昌興山縣公安局看守所監(jiān)室、位于興山縣新縣城古夫鎮(zhèn)北側(cè)古洞口小區(qū),南與電業(yè)公司住宅樓毗鄰。建筑面積2800平方米,基礎全部坐落在高填土上,填土厚度3M-6M。填筑材料為碎石,砂,卵石和少量崩坡積含碎石粉質(zhì)粘土等。由于該工程位于6度地震區(qū)的高填土上,并且下臥可液化土層,必須對地基進行加固處理。
二、確定地基處理方案
根據(jù)該工程的地質(zhì)條件,我們進行了多個方案比較:
1、沉管灌注樁基礎,采用樁基技術(shù)可保證,但基礎不僅耗費大量建筑材料,而且工期長,工程造價高。另外不可預見的打樁時會遇大的石塊,這樣施工就更難了。很難保證施工中樁的質(zhì)量。
2、挖孔樁:考慮到該地基填土厚度只有3M-6M,加之擬建建筑物只有二~三層,荷載小,所以采用人工挖孔樁。既不能滿足挖孔樁構(gòu)造要求,又增加了造價,延長了工期,這樣的方案不可取。
3、強夯法:地基加固效果顯著,使用設備簡單,施工方便,速度快,投資省,既可提高地基的承載力,又能增強抗液化穩(wěn)定性。
經(jīng)上述方案對比研究后,確定采用強夯法對地基加固,然后進行鋼筋混凝土淺埋基礎施工。
三、強夯法施工
(一)強夯設備
采用15T履帶式起重機作為提升機具。夯錘重120KN,以20MM厚的鋼板為底,底面積1.8×1.8M,外包高0.96M。厚10MM鋼板,內(nèi)設多層錨固鋼筋并滿澆C28混凝土,錘底到錘面埋有5根ф100MM的通氣管,以降低夯擊的氣墊作用,錘頂采剛性吊環(huán),使用吊鉤得以迅速而方便的掛上。自動脫鉤裝置由船用脫鉤裝置改變而來,開鉤拉繩一端系在脫鉤裝置的把柄上,另一端穿過焊在吊車大鉤側(cè)板上的轉(zhuǎn)向滑輪,然后固定在吊車起重臂底部的軸上,當夯錘起吊到預定高度時,開鉤拉繩即張緊而拉開脫鉤裝置的鎖卡,使夯錘脫鉤下落。
(二)參數(shù)試驗
根據(jù)經(jīng)驗公式H=aM•h/10,取a為0.7,(a根據(jù)土質(zhì)情況選定),選定錘重M為100KN,落距h為10M,單擊夯擊能為1000KN•M。為判定強夯效果并確定夯擊參數(shù),在現(xiàn)場進行了強夯試驗,將施工場地劃分為2個試夯區(qū),每試區(qū)6個試夯點,詳細記錄每擊的地基下沉量及地面變異,每連擊2次后進行靜力觸探,記錄各層地基承載力提高情況,各試點夯擊完成后進行鉆探及靜力觸探,取得夯擊后的有關(guān)數(shù)據(jù)。
(三)施工概況
1、夯擊參數(shù)和夯點布置。依照試驗所得數(shù)據(jù),確定施工中每個夯擊點夯擊8次,夯擊3遍,前2遍夯擊點按上部結(jié)構(gòu)的墻柱位置進行布置,盡量使夯擊坑成為基礎的基坑,夯擊點中距為6、4.5、3.3M,后一遍落距為3M,每點夯擊4次進行“搭夯”。
2、施工準備。對施工現(xiàn)場做好三通一平后,按照夯點平面,布置圖進行定位放線,準確標出夯點的位置,并設置了四個水準點,以便施工中測量夯擊沉降量,擬定夯擊施工順序。
3、施工操作。施工按擬定的夯擊順序逐點進行。每點夯擊程序為:起重機就位→夯錘對準夯點位置→將夯錘起吊至預定高度→拉開脫鉤裝置鎖卡夯錘自由落下,這樣循環(huán)多次,直至完成夯擊次數(shù),夯擊時注意保持落錘平穩(wěn),夯位準確,當夯錘氣孔被土堵塞時,及時進行清理,以免影響夯擊效果。前兩遍全部夯擊完畢后,用推土機將周圍的土填平夯坑,再進行低能級搭夯,將場地表層松土夯實。施工中,為防止吊車臂桿在較大仰角時因突然釋重而后傾,在臂桿頂端加了兩根鋼繩系在停放前面的推土機上,行動也比較方便。
4、質(zhì)量與效果檢驗。施工中現(xiàn)場監(jiān)測人員著重檢測夯點位置、錘重、落距夯擊擊數(shù)、每擊沉降量等關(guān)鍵項目,并詳細記錄每點的夯擊情況。夯擊完成后,對地表面的下沉量作了測定,并進行靜力觸探,旁壓試驗,標準貫入試驗,確定加固后地基承載力和抗液化性能。
四、強夯效果
據(jù)觀測,強夯后地基平均下沉0.55M,夯擊點周圍沒有隆起現(xiàn)象,在夯擊截面2M范圍內(nèi),標高都有下降。通過現(xiàn)場測試,地基承載力提高1-2倍,有效影響深度達7M左右,改善了地基的抗液化性能。經(jīng)比較,采用強夯法比樁基節(jié)省投資15余萬元,比人工挖孔樁節(jié)約投資18余萬元,基礎施工速度明顯加快。質(zhì)量效果甚佳,深受建設單位好評。