強(qiáng)夯施工工藝詳解

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    強(qiáng)夯法處理地基是20世紀(jì)60年代由法國(guó)Menard技術(shù)公司首先創(chuàng)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）給地基以沖擊力和振動(dòng)，從而提高地基土的強(qiáng)度并降低其壓縮性。此法最初僅用于加固砂土和碎石土地基。經(jīng)過(guò)十幾年的應(yīng)用與發(fā)展，它已適用于加固從礫石到黏性土的各類(lèi)地基土，這主要是由于施工方法的改進(jìn)和排水條件的改善，    強(qiáng)夯法由于具有效果顯著、設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)易行和節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)，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(zhì)，其分布相當(dāng)廣泛。在我國(guó)黃土覆蓋面積多達(dá)60萬(wàn)km2，占國(guó)土面積的6%以上，其中西北黃土高原是我國(guó)濕陷性黃土最集中的地區(qū)。因此，對(duì)濕陷性黃土的處理以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的探討，是一個(gè)既現(xiàn)實(shí)而又迫切需要解決的問(wèn)題，強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基技術(shù)在建設(shè)中大量運(yùn)用并取得巨大的成就。

　　1　強(qiáng)夯加固濕陷性黃土的作用機(jī)理
　　黃土是由沙礫、粗粉粒、大孔隙膠結(jié)構(gòu)組成，黃土濕陷性是由于水和外力的作用產(chǎn)生的顯著附加下沉。強(qiáng)夯是將大噸位重錘起吊到一定高度后自由落下，在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)地基土體施加一個(gè)巨大的沖擊能量，反復(fù)沖擊及其產(chǎn)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）及剪切的反復(fù)作用，土中孔隙壓縮，同時(shí)土體周?chē)a(chǎn)生裂隙，孔隙水順利排出，土體迅速固結(jié)，使土粒原有的接觸形式破壞而產(chǎn)生位移，變?yōu)樾碌妮^為穩(wěn)定的接觸形式，從而達(dá)到增加土體密度、提高強(qiáng)度的目的。

　　2　強(qiáng)夯施工步驟
　　2.1　認(rèn)真調(diào)查，確保強(qiáng)夯場(chǎng)地范圍內(nèi)的地下無(wú)構(gòu)筑物。清除地表土，清除范圍為路基坡腳外2～3m。整平后在場(chǎng)地上標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)的位置，點(diǎn)位偏差控制在±20cm范圍內(nèi)，并測(cè)量場(chǎng)地高程。
　　2.2　起重機(jī)就位，使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置，測(cè)量夯前錘頂高程。
　　2.3　將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程。若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，及時(shí)將坑底整平。
　　2.4　重復(fù)2.3，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊，即每個(gè)夯點(diǎn)夯6擊。除滿足最后2擊平均夯沉量不大于50mm外，還要求總夯沉量不小于試夯總夯沉量的90%。
　　2.5　換夯點(diǎn)，重復(fù)2.2至2.4，直到完成第1遍全部夯點(diǎn)的夯擊。用推土機(jī)將夯坑填平，并測(cè)量場(chǎng)地高程。
　　2.6　在規(guī)定的間隔時(shí)間后，按上述步驟逐次完成第2，3，4遍夯擊。
　　2.7　選用錘質(zhì)量為3t、落距為6m進(jìn)行低能量滿夯2遍，將場(chǎng)地表層松土夯實(shí)，要求后一遍與前一遍錯(cuò)開(kāi)半夯；最后測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。
　　2.8　灰土封閉。在基底地面鋪設(shè)一層0.20m厚2：8灰土。施工時(shí)，石灰撒入土中，不灑水進(jìn)行初拌，拌勻后應(yīng)悶料8～12h，再進(jìn)行灑水復(fù)拌，拌勻后即整平、壓實(shí)；待強(qiáng)度檢測(cè)合格后在灰土墊層上鋪設(shè)一層防滲復(fù)合土工膜。
  　 2.9　邊坡加固。路基面下0.60m處鋪設(shè)雙向精編土工格柵，土工格柵每層垂直間距為0.50m，最上兩層沿平面鋪通，其余各層深入路堤邊坡寬度2.50m，格柵距邊坡線的距離不小于0.10m，土工格柵對(duì)應(yīng)伸長(zhǎng)率為10%時(shí)，縱橫向抗拉強(qiáng)度不小于25kN/m。坡面液壓噴播植草防護(hù)。

　　3　強(qiáng)夯施工監(jiān)測(cè)
　　強(qiáng)夯施工除了嚴(yán)格遵照施工步驟進(jìn)行外，還派有專人負(fù)責(zé)施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)工作。
　　3.1　夯錘使用過(guò)久往往因底面磨損而使質(zhì)量減小，落距未要求情況在施工中也常發(fā)生，這些都將影響單擊夯擊能，因此，開(kāi)夯前必須檢查夯錘質(zhì)量和落距。
　　3.2　強(qiáng)夯施工中夯點(diǎn)放線錯(cuò)誤情況常有發(fā)生，因此，在每遍夯擊前，對(duì)夯點(diǎn)放線進(jìn)行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯及時(shí)糾正。
　　3.3　由于強(qiáng)夯施工的特殊性，各項(xiàng)參數(shù)和施工步驟在施工結(jié)束后往往很難進(jìn)行檢查。在施工過(guò)程中，認(rèn)真記錄每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量等施工情況。

　　4　施工注意事項(xiàng)
　　4.1　現(xiàn)場(chǎng)試夯確定最佳夯擊次數(shù)時(shí)，除最后2擊平均夯沉量滿足要求外，夯坑周?chē)粦?yīng)發(fā)生大的隆起。
　　4.2　當(dāng)原地面含水量較大時(shí)，夯擊前在該段落鋪墊10～20cm厚的碎石。
　　4.3　強(qiáng)夯不宜在冬季施工。
　　4.4　加強(qiáng)強(qiáng)夯安全措施，確保施工人員安全。

　　5　強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土的幾點(diǎn)體會(huì)
　　5.1　強(qiáng)夯法和換土法、灰土擠密樁、灰土井樁、灌注樁比較，有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，尤其適于土質(zhì)結(jié)構(gòu)不均勻、土質(zhì)情況差異的地基，更安全可靠。更重要的是強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基是最經(jīng)濟(jì)、最有效、速度快的一種方法。
　　5.2　對(duì)地基持力層為粉質(zhì)黏土，飽和度大于60%，含水量大于塑限含水量3%，按規(guī)定不宜采用強(qiáng)夯時(shí)，認(rèn)為采取如下處理措施，可進(jìn)行強(qiáng)夯法施工。根據(jù)土質(zhì)情況，進(jìn)行人工成孔，做直徑為300m的3：7或2：8灰土柱，灰為生石灰，土的干容重為1.60～1.70g/cm3左右，樁孔的深度為夯實(shí)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(jì)算而定（使其含水量降至17%的最佳含水量），人工填實(shí)即可。然后再進(jìn)行強(qiáng)夯施工，可達(dá)到理想的效果。
　　5.3　強(qiáng)夯法在處理多層建筑軟弱地基時(shí)在國(guó)內(nèi)已取得不少經(jīng)驗(yàn)，但對(duì)高層建筑尚未統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。
　　5.4　強(qiáng)夯法適合于連片開(kāi)發(fā)的建筑群，應(yīng)統(tǒng)一施工，不宜同時(shí)使用幾種方法進(jìn)行穿插施工，若同時(shí)使用，互相影響較大。采用強(qiáng)夯法施工，要求在作小區(qū)詳細(xì)規(guī)劃的豎向設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮強(qiáng)夯的夯沉量影響，因?yàn)閺?qiáng)夯后場(chǎng)地標(biāo)高（自然地勢(shì)）有所降低。
　　5.5　由于強(qiáng)夯法在施工過(guò)程中，重錘下落時(shí)(約隔3min)要產(chǎn)生持續(xù)0.50～1s的地基振動(dòng)。這種震波對(duì)鄰近一定范圍內(nèi)的建筑物是沒(méi)有損傷的。但其產(chǎn)生的噪音對(duì)附近居民有一定的影響，以適于建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的公害控制值75dB作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，那么施工地點(diǎn)應(yīng)離開(kāi)住宅50m以外為宜。

　　6　結(jié)語(yǔ)
　　強(qiáng)夯法不僅能提高地基土的強(qiáng)度，降低其壓縮性，還能改善抗振動(dòng)液化的能力和消除土的濕陷性，因此它不僅適用于處理碎石土、砂土、粉土、黏性土、雜填土和素填土地基，還常用于處理可液化砂土地基和濕陷性黃土地基。