地基强夯置换施工方案

地基强夯置换施工方案篇1

文章对软土地基的.加固问题,结合施工实践,阐述了强夯置换施工工艺,探讨了施工参数的选择.

作者：王敏吴洪涛作者单位：呼伦贝尔公路工程局,内蒙古,海拉尔,021008 刊名：内蒙古科技与经济英文刊名：INNER MONGOLIA SCIENCE TECHNOLOGY AND ECONOMY 年，卷(期)： “”(3) 分类号：U412.22+2 关键词：地基加固强夯软土地基工艺

地基强夯置换施工方案篇2

强夯法处理地基是我国常用的地基处理方法之一,但是对饱和度较高的粉土和黏性土地基,一般来说效果不显著,而采用强夯置换法处理,可以获得良好的效果。

强夯置换法是在强夯形成的深坑内填入块石、碎石、砂、矿渣、建筑垃圾或其它硬质的粗颗粒材料,采用不断夯击和不断填料的方法使形成一个柱状置换体,置换体顶面再铺块石垫层,从而由垫层、置换体、原地基土和下部持力层组成一座空间的框架传力系统,共同承受上部荷载。经强夯置换法处理的地基,既提高了地基承载力,又改善了排水条件,有利于软土的固结。这种加固方法不仅效果显著,施工周期短,而且当填充料充足且现场价不高时,比其它处理方法更为经济,尤其是就地利用弃渣或建筑垃圾作为填充材料的工程,其经济效益和社会效益更加显著。

2 工程概况及自然条件

厦门海沧行政中心一号路道路及护岸工程长729.82m,处理总面积24668m2,浆砌石直立式护岸高4.00m。原始地貌属滨海相滩涂及海漫滩,后为养殖场。近一年多场地北段和南段内侧人工填土,中段和外侧全长系泥滩上的水产养殖场,泥面标高低于岸基底面标高,连片的养殖场分成许多小水塘,并且都已被征用。这里稍远处的水塘作为场地清淤的储泥池,场地边的水塘即成了夯石挤淤的空间。

本道路南段内侧距建筑物最近点32m,拟进行干挂石板墙面施工。

场地岩土层自上而下分为:

⑴人工填土,主要由黏性土组成,层厚2.20～6.60m。

⑵淤泥,分布于整个场地内,层厚3.50m～7.70m。

⑶沉积黏土,具有中等强度及中等压缩性。岩土物理力学性质见表1:

软基处理要求:复合地基承载力特征值150kPa,石碴墩穿透淤泥层并进入下卧粘土层。

本场地附近大量开山石无处堆放,考虑本场地岩土及环境条件,在强夯置换振动测试的基础上,设计人采用强夯置换法处理淤泥地基,并利用石渣和素土填筑路基,形成复合地基的方案。

3 软基处理工艺

通过清除表层流动状～流塑状淤泥,接着填石渣满夯挤淤(二遍,夯击能500kN·m),整平场地后形成2m厚的石渣垫层,点夯并在夯坑中多次填入石渣,重复夯击和填石直到石渣穿透软土层进入下部黏土层,形成密实的石渣墩,经第二次铺石渣满夯、碾压、整平达到设计标高,再铺0.60m厚小石渣碾压,形成一个硬壳层。

4 软基处理设计、施工参数

⑴点夯夯击能3000kN·m,第二次满夯夯击能300kN·m。

⑵夯锤采用圆形铁锤,点夯锤直径1.10m,满夯锤直径2.0m,锤重均不小于15T。

⑶夯点纵横间距均为3.00m,梅花形排列。

⑷夯击次数20～26击,并通过现场试夯调整。

⑸夯坑填料级配:300mm

⑹石渣墩直径1.4m,截面积1.54 m2。

⑺石渣墩墩底进入下卧黏土层0.80m。累计夯沉量初估为设计墩长的1.9倍,以现场试夯调整,并以此作为石渣墩密实、着底和计量参考。

⑻石渣墩施工完成后,经第二次铺石渣满夯、碾压、整平达到设计标高。石渣规格同石渣墩,满夯两遍(相临两个夯点锤印搭接半夯锤),再次整平,最后用50T振动压路机碾压6遍并整平场地。

⑼分二层铺填0.60m厚的风化小石渣层,分别用50T振动压路机碾压4遍。石渣最大粒径不超过150mm,大于50mm的颗粒含量不得少于40%,小于20mm的颗粒含量不多于35%。粘粒含量不超过5%。

本层以上路基填素土按市政工程设计要求施工。

⑽石渣墩单墩夯击收锤标准:

墩底穿透淤泥层;夯坑周围隆起量最小;最后两击的平均夯沉量不大于50mm。

⑾夯击顺序:由南向北(淤泥面高往低),由路基内侧往护岸外侧,建筑物附近地段先施工。

⑿瑞利波监测软基强夯置换处理对建筑物干挂石板墙面施工的影响。建筑物外地面、建筑物内一层地面和建筑物楼顶3点各观测4次,每次观测水平向振动2个、垂直向振动1个。

⒀距建筑物<40m路段,路基外设置隔振沟,沟底宽度1.00m,沟深3.00m。

⒁通过现场试验确定块石用量和处理效果,并获取相关技术参数以便调整设计。

5 质量检验

⑴复合地基静载荷试验5处,载荷板面积1.5mx1.5m,最大试验载荷720kN。其结果为:复合地基承载力特征值全部>150kPa,残余变形4.73～9.74mm。

⑵圆锥动力触探12处,其结果为:复合地基承载力特征值全部>150kPa。

⑶瑞利波测试石渣墩“着底”情况11处,其结果全部符合设计要求。

6 沉降和位移观测

2005年1月完成软基处理,2006年1月完成上部结构的施工。软基处理完工后直至道路和堤岸建成三个月,每1个月～1个半月观测一次,12个检测点的数据表明:按本设计方案进行淤泥地基处理的道路和堤岸未发生水平位移,15个月总沉降量为12～25mm,沉降渐变均匀。至2008年7月软基处理完成三年半以来,道路和堤岸保持稳定,设计、施工满足使用要求。

7 结论

⑴通过对护岸淤泥地基的强夯置换处理、现场检测以及对护岸的沉降、位移观测,验证了利用石渣、矿渣、建筑垃圾或其它就地的硬质粗颗粒材料,强夯置换处理高饱和度地基(厚度不大于7.0m),不仅效果显著,施工周期短,而且比其它处理方法更为经济。

⑵要求置换深度大,必须提高夯击能,有效地增加每次的置换深度,并增加置换次数。

⑶采用强夯置换法处理软基,应采用小直径细长夯锤,还必须提高单击夯能,有效地增加每一锤的贯入深度。置换墩应穿透软土层,着底在较好土层上,而且在试夯阶段和完工后,均应进行着底检测。采用石渣、碎(块)石作为置换材料可用瑞利波进行检测。

⑷当被置换土层为饱和的软土时,以石渣、碎(块)石等粗粒材料的置换效果为好,但应注意:墩体材料级配不良,或块石过多过大均易在墩中留下大孔,影响质量。

摘要：通过对护岸淤泥地基的强夯置换处理、现场检测和沉降、位移观测,验证了强夯置换处理高饱和度地基的实用性、有效性。

关键词：强夯置换,淤泥地基,检测,沉降位移观测

参考文献

[1]徐至钧、张亦农编著,强夯和强夯置换法加固地基,机械工业出版社2004年3月

地基强夯置换施工方案篇3

关键词:深层强夯置换法淤泥深坑地基处理

中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0093-01

1 工程概况

某工业厂房为框架结构,独立基础,基础埋深约2.25m,地基承载力特征值要求达到150kPa;厂房东北侧有一深约8.3m的水坑,现已用建筑垃圾回填到6.2m,水坑面积约为1626m2,水坑坑底为约3.5m厚的淤泥层,淤泥的天然含水量为45.9%,天然地基承载力特征值为50kPa,呈软塑-流塑状态,压缩模量为1.5MPa。由此可见,天然地基承载力很低,且坑底低于基础埋深,不能满足上部荷载对地基承载力及变形的要求,需要进行地基处理。处理后的地基承载力特征值要求达到150kPa,处理后地基土压缩模量Es≥7.8MPa,处理后二柱间沉降差小于1/1000。

2 工程地质及水文地质条件

第①层杂填土:暗黄褐色,粉土质,含植物根茎及砖屑,稍湿,土质松散。第②层新近沉积粉质黏土:暗黄褐色,可塑-硬塑,含螺壳及铁锰结核,切面稍光滑,无摇振反应,干强度及韧性中等,局部夹薄层粉土。第③层粉土:褐黄色,具灰斑,偶含姜石,稍湿,中密,无光泽,摇振反应中等,干强度及韧性低。第④层粉质黏土:灰褐色,可塑,土质湿软,底部较硬,富含钙质,切面稍光滑,无摇振反应,干强度及韧性中等。第⑤层粉土:黄褐色,稍湿,密实,无光泽,摇振反应中等,干强度及韧性低。底部含砂粒,局部夹硬塑状粉质粘土薄层。第⑥层中砂:黄色,长石、石英质,稍湿,中密,底部粒径较粗。

3 方案选择与设计

3.1 灰土垫层部分

上部结构荷载的设计要求为:处理后的地基承载力特征值要求达到150kPa,处理后地基土压缩模量Es≥7.8MPa,处理后二柱间沉降差小于1/1000。根据以上设计要求,并结合相关规程、规范和工程经验,决定采用1∶9灰土垫层,垫层厚度、宽度及压实系数须满足相关规范要求。

为了确保地基承载力和应力传递、扩散需要,在基础底45cm范围内采用3∶7灰土垫层。

3.2 强夯置换部分

根据基础底面的承载力特征值和上层填土厚度,按照规范要求确定该层土所需的地基承载力特征值。

;;

式中:为相应于荷载效应标准组合时,垫层底面处的附加压力值(kPa);为垫层底面处的自重压力值(kPa);为垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa);b为矩形基础或条形基础底面的宽度(m);l为矩形基础或条形基础底面的长度(m);为相应于荷载效应标准组合时,垫层底面处的平均压力值(kPa);为基础底面处土的自重压力值(kPa);z为基础底面下垫层的厚度(m);为垫层的压力扩散角(0),宜通过试验确定。

根据岩土工程勘察报告中提供的相关数据及现场分層情况,经详细计算得,淤泥土层顶面所要求的地基承载力特征值不小于180kPa,且处理深度要求不小于3.5m,必须穿过淤泥质土层。根据以上设计要求和计算数据,结合相关规程、规范,以及“当要求挤淤深度小于5m时,应考虑0.4的深度折减系数”等建议,经过分析研究,单击夯击能决定采用2000kN·m能级,夯击次数以最后连续两击夯沉量均≤50mm控制。点夯完成后,再进行满夯施工。满夯能级为1000kN·m,每点4击。锤印搭接1/4。具体计算过程如下。

(1)单击夯击能:本工程淤泥质土层要求处理后地基承载力特征值不小于180kPa;地基有效加固深度不小于3.5m。强夯置换的单击夯击能应根据现场试验决定。但在初步设计阶段,可按公式⑴、⑵进行估算,计算结果为:

较适宜的夯击能:kN·m;

夯击能最低值:kN·m;

初选夯击能宜在与之间选取,高于则可能浪费,低于则可能达不到所需的置换深度。根据淤泥质土层情况和有效加固深度,单击夯击能决定采用为2000kN·m能级。结合当地的机械起吊能力和强夯设备情况,选取夯锤重W=18.0t、落距H=11.5m,实际单击夯击能为:WH=2070kN·m。

由公式并根据(对于该类土折减系数取值为0.4),可计算出理论有效加固深度:H=5.75m。

(2)最佳夯击能:强夯时,空气被排出,土体压缩,孔隙水压上升,由于孔隙水的消散需要时间,故强夯时引起的孔隙水压可叠加。理论上最佳夯击能是有效影响深度底层孔隙水叠加至上覆土压力时的累积夯击能,应根据现场实试孔压决定,但因现场缺乏测量孔压的设备,故采用以下方法确定最佳夯击能。

记录试验时夯坑内土体竖向压缩量和夯击次数,当每击的夯击量出现由大→小→大的拐点时,说明此时夯坑底部地基土已发生侧向挤出破坏,开始产生较大的侧向变形了,则这时的夯击总量即为最佳夯击能。

(3)夯击遍数的确定:夯击遍数国内一般为2～3遍。根据本工程的土层情况,决定采用三遍,即两遍点夯,一遍满夯。前两遍目的是处理深层;第三遍为低能量满夯,目的主要是处理表面土层尤其是夯坑之间的空隙。第二遍取选取夯锤重W=10.0t、落距H=10.0m,实际单击夯击能为:WH=1000kN·m。

由公式并考虑影响深度折减系数(对于该类土折减系数取值为0.4),可计算出满夯的理论有效加固深度:H=4.00m。

夯击时每点连续四击,下一夯与前一夯印互错1/4夯。

为改善深层处的处理效果,点夯宜采用较大的夯点间距,以免夯击时在浅层形成密实层而影响夯击能往深层传递。

3.3 变形计算部分

按照各向同性均质线性变形理论,深层强夯置换法地基的最终变形量仍然采用分层总和法计算。只不过,计算公式中的压缩模量发生了一些变化。对于上层填土,计算公式中的压缩模量采用垫层换填后的压缩模量;对于下层淤泥土层,计算公式中的压缩模量采用强夯置换后土层的压缩模量。待压缩模量求出后,用相关软件进行地基处理变形计算,其最终沉降量满足设计要求。原状土上的独立基础采用岩土工程勘察报告中提供的压缩模量,用相关软件进行地基处理变形计算,计算结果与淤泥土层深坑上基础的沉降量进行比较,其沉降差满足设计要求。

4 主要施工工艺

(1)换填垫层法施工工艺:整平场地→垫层铺设→机械碾压→分层检测→重复以上工序直至设计标高。

(2)强夯置换施工工艺:在淤泥土层顶部铺设一定厚度和强度的建筑垃圾→标出夯点位置、测量场地高程→起重机就位、夯锤对准夯点位置→测量夯前锤顶高程→将夯锤吊到预定高度,脱钩自由下落进行夯击,测量锤顶高程→往复夯击,按规定夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击→重复以上工序,完成全部夯点的夯击→用推土机将夯坑填平,测量场地高程→重复以上工序,完成第二遍夯击→在规定的间隔时间后,用低能量满夯,将场地表层松土夯实,并测量夯后场地高程。

5 结语

经过工程实践证明,采用深层强夯置换法处理后经过检测,该工程的淤泥深坑得到加固,地基承载力、沉降和沉降差能够满足上部结构的使用要求,故得出此法能够解决淤泥深坑的地基承载力和变形问题。

参考文献

[1]倪卓敏,朱斌.强夯法处理公路地基的应用[J].科技创新导报,2008,7:24.

强夯施工方案篇4

[ 发布者：发布时间：2009-12-18浏览人数：773 ]

鉴于某工程道路设计路线经过填湖区，对于高填方路段需进行地基强夯处理，本工程地基强夯处理面积为平方米。

强夯法是法国Menard技术公司于1969年首创的一种地基加固方法，它通过一般10～40t的重锤和10～40m的落距，对地基土施加很大的冲击能，在地基土中所出现的冲击波和动应力，可提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性等。同时，夯击能还可提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。

鉴于地基强夯属专业性较强的施工项目，如我公司中标，将在本投标方案基础上编制更为专业及实施性的专项施工方案以指导施工，下面就地基强夯作一简单的阐述。

一、参数的确定

强夯施工参数的确定依据是本工程场地的地质条件即高填方路段的土质情况和具体工程要求以确定，主要参数有：单点夯击能、最佳夯击能与夯击边数、夯击间隔时间、夯点布置及夯距。

单点夯击能：计划采用锤重10~25T，落距10~25m。

最佳夯击能与夯击边数：我公司根据以往类似工程的实际施工经验，本工程施工计划夯击3~5遍，然后采用低能量搭夯。

夯击间隔时间：对砂性土，由于其透水性能好，夯击时孔隙压力消散快，可连续夯击。对粘性土，需间隔2周左右才能连续夯击。

夯点布置及夯距：夯击点可按方形或梅花形布置。第一遍的夯点间距要大，使得深层土得到加固，然后中间补插夯点。夯点通常是6~10m，夯点布置范围则宜比基础范围大H/2（其中H为加固深度）。重大工程的夯距由试夯确定。

以上参数在实际施工中应结合设计图纸和试夯情况作适当调整以满足工程所需。

二、施工机具的配备

根据本工程的实际情况，拟投入2台大吨位履带式起重机、PC220挖机、推土机、压路机各一台、夯锤对砂性土锤底面积为3~4㎡，粘性土为4~6㎡，夯锤数量与起重机配套。

挖机主要用于施工过程中的喂料和备料，推土机用于场地平整，压路机用于部分路基的碾压。配备自卸车和水泵若干个，用于土方的运输和施工现场的排水。

三、施工方法

1、测量放样：采用1台DS-3水准仪和1台J6经纬仪按施工图要求确定强夯区域及点位布置，并在强夯范围外设置坐标控制网点基桩，同时在其周围合理布置水准点作为控制高程、路基沉降的依据。

2、试夯：在重锤夯击施工前，应试夯，以确定夯锤重量、底面积和落距，以便确定最后下沉量及相应的最小夯击遍数和总下沉量。

3、施工要点：

1）垫层的铺设：在推土机场地平整之后，铺设0.5~2m厚的碎石垫层，以利于夯击时场地的排水，方便机械通行，并使夯击能扩散。

2）强夯施工：当夯点定位后，在预定观测地段中埋设好测压（夯击应力、孔隙水压力）、测振（频率、振幅、波速）、测变形（土中、地面）的设备后，即可按设计要求分批、分遍施工夯击。

在点夯时，要对每一夯点的能量，夯击次数，每次夯坑沉陷量、夯击坑周围土的隆起量以及埋设测点要进行量测和记录，并注意夯击振动的影响范围和程度。点夯完成后按设计要求进行满夯。

四、试验

强夯试验段施工方案篇5

根据招标文件技术规范要求，我项目部选定K74+100~K74+150段作为强夯试验路段，试夯路段长50m，宽55m，夯击面积为2750m2,该段路基自重Ⅲ级（严重）湿陷性，填土高7m＞4m，地形为涑水河冲击平原区，局部发育冲沟，地层岩性上部为马兰黄土，结构疏松，巨大孔隙，垂直节理发育，可见虫孔、针孔，下部为冲击粉土、粉细沙；该段具自重Ⅲ级（严重）湿陷性，湿陷性土约厚7m，自重湿陷性168.3mm，总湿陷量603mm。

一、强夯试验段目的依据设计要求，通过试验段施工，对夯前、夯后的地基土采用观测沉降量值的方法进行检测，验证设计夯击能、夯点间距、夯击遍数是否能满足地基承载力，有效加固深度是否满足设计要求，为本合同段内Ⅱ级（中等）Ⅲ级（严重）自重湿陷性黄土路基强夯处理提供施工技术参数和指导性施工工艺。

二、强夯施工方案

1、施工准备

①、清除表层土30cm腐殖土后，平整场地，进行表层松散土碾压，修筑施工便道，施工区周边做排水沟，确保场地排水通畅防止积水。

②、查明强夯场地范围内地下构造物及管线的位置，确保安全距离及高程，并采取必要措施，防止因强夯施工造成破坏。

③、测量放线，定出控制轴线、强夯施工场地边线，并在不受强

夯影响的地点，设置水准基点。

④、布置试验段夯击点位置，（全站仪布点）根据设计图纸用白灰精确标出第一遍夯点位置，夯点按垂直于轴线方向呈正方形布置，间距为7m，在夯区2m外布置护桩，确保第二遍夯点放样准确，并测量夯前原地表高程。

⑤、标定夯锤，夯锤进场后必须标定夯锤重量，根据以下公式来确定落距：

锤重（KN）×落距（m）=2500KN·m(主夯)

锤重（KN）×落距（m）=2500KN·m(排夯)

⑥、管理人员，施工人员组织图见附表。

2、施工步骤

①、起重机就位，夯锤置于夯点位置。

②、测量夯前锤顶高程，按由外向内、间隔跳打的原则进行夯击。③、将夯锤吊到预定高度，开启脱钩装置，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倾斜时，应及时将坑底整平，重新进行夯击。

④、重复③步骤，按设计规定的夯击次数（第一遍6击、第二遍6击）及控制标准（最后两击的平均夯沉量不大于5cm，单点夯击次数不小于5击）完成每一个夯点的夯击。

⑤、换夯点，重复步骤①～④，完成第一遍全部夯点的夯击施工。⑥、用推土机将夯坑填平，并测量平整后的地表高程。

⑦、强夯第一遍到第二遍夯点之间应不少于5天间歇时间，如果产

生超孔隙水压力、夯坑周围出现较大隆起时，不能继续夯击，要等超孔隙水压力大部分消散后，再夯下一遍。本试验段无间歇时间，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后按设计规定进行排夯（单点夯击能600KN.m），互相搭夯不小于1/2夯痕（夯锤直径），击数为2击，依次连续进行，直至满夯结束，满夯结束后测量夯后地表高程。夯后对上部震松土层碾压至规定压实度，夯点布置图如附图1：

⑧、夯击达到质量控制指标后采用平地机将地基土整平，再用大于振动压路机碾压至表面无轮迹，压实度达到设计要求。

三、施工注意事项

1、强夯前应对起重机、滑轮组及脱钩器等全面检查，并进行试吊、试夯，一切正常后方可进行强夯施工。

2、强夯施工产生的噪声不应大于《建筑施工场界噪声界限》（GB12523）的规定，强夯场地与建筑物间应按设计要求采取隔振或防振措施。当强夯施工所产生的震动对邻近建筑物或设备会产生。有害影响时，应设置监测点，并采取挖隔震沟等隔振减震措施。一般即有建筑100m范围内不宜采用强夯措施。当桥台附近、涵洞附近需进行强夯时，可先进行路基范围的强夯后，再施工桥台、涵洞。

3、起吊夯锤保持匀速，不得高空长时间停留，严禁急升猛降防锤脱落。停止作业时，将夯锤落至地面。夯锤起吊后，臂杆和夯锤下及附近30m范围内严禁站人。

4、干燥天气进行强夯时宜洒水降尘。

5、当风力大于5级时，应停止强夯作业，以防机械倾倒，保证

安全。

四、质量控制

1、质量控制

① 夯锤重量必须标定，开夯前检查锤重和落距，以保证单击夯击能量符合设计要求。

②夯击时夯锤的气孔要畅通，夯锤落地时应基本水平。

③各夯点应放线定位，夯完后检查夯坑位置，发现偏差及漏夯应及时纠正。强夯施工时应对每一夯击点的单夯夯击能量、夯击次数和每次夯沉量等进行详细记录。

④夯点的夯击次数严格按最后两击的平均夯沉量不大于5cm控制，且夯坑周围地面不应发生过大的隆起，不因夯坑过深而发生提锤困难。

⑤强夯过程的记录及数据整理

⑴、每个夯点的夯坑深度、夯坑体积、夯坑四周隆起高度都须记录、整理。

⑵、场地隆起和下沉记录，特别是邻近有建构筑物时。

⑶、每遍夯击后场地的夯沉量、外部补充填料量的记录。

五、施工质量、工期、安全及文明工地建设

1、质量保证措施

建立健全分项工程质量管理体系，实行以项目总工为首的指挥体系和技术保证体系，以工程试验检测为主的内部监控体系，制订严格的工序管理与岗位责任制，确保工程质量的稳定性。

2、安全保障措施

①认真贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针。加强安全生产教育，提高全员安全意识。进入施工现场，必须遵守安全生产规章制度

②建立安全岗位责任制。签订安全生产承包责任书，明确分工，责任到人进入施工区内，必须戴安全帽，机械操作工必须戴压发防护帽；非有关操作人员不准进入危险区；不准带小孩进入施工现场；不准在施工现场打闹。

3、工期保障措施

①人员、机械保障：按照工程需要，及时调整人员配备，机械及时保养维修，确保工程进度满足施工需要。

②施工保障：作好生产计划，根据天气状况及时调整施工区段，合理安排工作面和工序交叉配合，加强现场的指挥协调，保证工序的连续性，在保证工程质量的前提下缩短工期。

4、文明工地建设

①施工现场管理做到科学化、合理化，要制作、设立各种标志、标牌，人员实行挂牌上岗。在强夯施工区设彩旗和明显的安全警示牌。②提高员工思想素质，增强文明意识,遵纪守法。

地基强夯置换施工方案篇6

强夯置换法是在强夯法的基础上发展起来的一种地基处理方法, 它采用在夯坑内填充置换材料, 用夯锤夯击形成连续的强夯置换单墩 (或桩) , 达到提高地基承载力和减小地基沉降变形的效果[1,2]。工程实践表明, 强夯法具有节约成本、实用范围广及缩短工期等优点, 已经成为我国地基处理的一项重要技术[3,4]。

强夯置换材料对复合地基的承载力及置换单墩 (或桩) 自身的强度影响很大, 目前强夯置换的材料采用的都是砂、碎石、片石、粉煤灰及矿渣等散体材料[5,6]。采用散体置换材料形成的置换单墩或桩由于自身强度不足和成桩质量问题, 处理后的地基承载力提高幅度有限, 不能满足部分上部结构承载力的设计要求。为了能够充分发挥强夯置换复合地基的效益, 进一步提高复合地基的承载力, 可将换填材料变为具有一定强度和刚度的脆性材料。由于目前对干硬性混凝土置换单墩复合地基研究较少, 所以本文以实际工程为依托, 对干硬性混凝土强夯置换单墩复合地基进行了进一步探讨, 提出了采用干硬性混凝土作为强夯置换材料的建议, 并分别采用干硬性混凝土材料和碎石桩进行了单墩置换试验。通过现场静载荷试验及动力触探试验表明, 采用干硬性混凝土填料相比碎石桩不仅可以大幅度地提高复合地基的承载力, 同时也能在一定程度上减小复合地基的变形, 此外, 强夯置换干硬性混凝土单墩可以直接作为上部建筑物的桩基础, 既节约成本, 又缩短工期。

1 工程概况

本次试验依托某住宅楼七层框架结构工程, 建筑场地位于中低山区, 地貌类型为河漫滩地貌, 场地起伏较小, 最大高差2~4m, 场地地层情况详见表1。

2 强夯置换试验

为了研究干硬性混凝土置换单墩复合地基的承载力效果, 本次试验区面积为48m×15.6m, 通过现场静载荷试验及动力触探试验, 证明了干硬性混凝土可以作为强夯置换法的夯填材料, 并且其承载力高于碎石桩, 形成的置换单墩复合地基承载力可以满足上部结构的承载力要求。

2.1 试验方案设计

本次试验设置了3个干硬性混凝土强夯置换单墩 (G1, G2, G3) 和3个碎石桩 (S1, S2, S3) , 均为直径2.7m的圆柱形墩基, 夯点间距为4800mm×4800mm和4800mm×6000mm两种, 呈矩形规格排列, 见图1。单墩基础的设计荷载为5768k N, 现场载荷试验时取设计荷载为6800k N。桩 (墩) 单击夯击能达到10000k N·m, 落距10m, 桩间土夯击能2500k N·m。

静载荷试验采用堆载平台堆黄砂提供堆载反力, 采用维持荷载法, 逐级加载, 直至加载结束。干硬性混凝土置换单墩载荷试验分10级进行加载, 第一级加载1360k N, 之后每级递加680k N, 直至载荷试验完成;碎石桩静载荷试验也分10级, 第一级加载200k N, 之后每级递加200k N;桩 (墩) 间土静荷载试验分为9级进行加载, 第一级加载200k N, 之后每级加载45k N。

2.2 桩 (墩) 静载荷试验数据分析

强夯完毕后, 对3个干硬性混凝土强夯置换单墩 (G1, G2, G3) 和3个碎石桩 (S1, S2, S3) 进行了静载荷试验, 对现场试验数据分析整理, 绘制出各桩 (墩) 的Q-s曲线, 见图2~图4。

由图2至图4可以看出, 干硬性混凝土置换单墩的Q-s曲线为平缓光滑型, 没有明显的拐点, 碎石桩为倾斜型, 有明显的拐点;干硬性混凝土置换单墩G1、G2、G3在静荷载加载到6800k N时, 所对应的沉降值分别为44.21mm、42.10mm和45.91mm。碎石桩S1、S2、S3在静荷载加载到2000k N时, 所对应的沉降值分别为44.87mm、40.07mm和49.97mm;3个干硬性混凝土置换单墩的单墩极限承载力和单墩承载力特征值的平均值分别为6532k N和3266k N, 完全满足设计要求, 3个碎石桩极限承载力和单墩承载力特征值的平均值分别为1800k N和900k N, 不能满足设计要求。碎石桩的极限承载力和承载力特征值仅为干硬性混凝土置换单墩的单墩极限承载力和单墩承载力特征值的27.6%, 见表2和表3, 说明干硬性混凝土置换单墩可以显著地提高复合地基的承载力。

在干硬性混凝土强夯置换单墩和碎石桩施工完毕后, 经现场人工开挖勘探, 干硬性混凝土置换单墩和碎石桩均呈中间粗两端细的鼓状, 但干硬性混凝土置换单墩的桩周平整度和密实度好于碎石桩, 从宏观上看, 干硬性混凝土置换单墩的成桩质量要好于碎石桩。

干硬性混凝土置换单墩的单墩极限承载力和单墩承载力特征值高于碎石桩的原因是:首先, 碎石桩是大粒径的散体材料, 碎石桩的碎石之间的连接 (胶结) 很差[7], 而干硬性混凝土单墩是将事先预制好的干硬性混凝土通过夯机夯在拟处理的地基中, 颗粒之间连接非常牢固, 可以形成整体的受力体系;其次, 碎石桩的成桩质量比干硬性混凝土单墩差, 碎石桩局部的鼓胀、凹凸情况较多, 造成碎石桩与土体接触挤压挤密不均匀, 相比碎石桩, 干硬性混凝土单墩的成桩质量较好, 单墩整体与单墩周围土体接触挤压紧密, 所以桩侧摩阻力比碎石桩的桩侧摩阻力大;最后, 干硬性混凝土的弹性模量比碎石桩的大, 所以抗压承载力明显高于碎石桩, 而且桩身自身的变形值远低于碎石桩自身的变形值。

2.3 桩 (墩) 间土静载荷试验数据分析

为了研究干硬性混凝土置换单墩和碎石桩两种材料对桩 (墩) 间土的承载力提高程度, 本次试验对桩 (墩) 间土做了静载荷试验。荷载板是直径为1400mm的圆形钢板, 分9级加载。图5为3个干硬性混凝土置换单墩墩间土和3个碎石桩桩间土的平均静载荷Q-s曲线。由图5可知, 干硬性混凝土置换单墩墩间土和碎石桩桩间土静载荷试验曲线均为平缓光滑曲线, 没有明显的拐点, 按照《建筑地基处理技术规范》[8], 取s/b=0.015所对应的压力 (s为载荷试验承压板的沉降量, b为承压板的直径) 为桩 (墩) 间土承载力特征值。由载荷试验曲线可知, 干硬性混凝土置换单墩墩间土的承载力特征值平均值为193.78k Pa, 碎石桩桩间土的承载力特征值平均值为172.32k Pa, 干硬性混凝土置换单墩墩间土的承载力特征值平均值比碎石桩桩间土的承载力特征值平均值高12.5%, 其主要原因, 首先是干硬性混凝土的成桩质量较碎石桩好, 在设计相同的桩径和桩长的条件下, 干硬性混凝土置换单墩所用的填料比碎石桩多, 所以干硬性混凝土置换单墩对墩间土的挤密作用比碎石桩对桩间土的挤密作用强;其次本工程的土层都较潮湿, 干硬性混凝土的一部分与土层颗粒融合在一起, 类似“水泥土”的作用机理, 所以相比碎石桩可以更有效地提高墩间土的承载力特征值。

干硬性混凝土置换单墩和碎石桩施工完成15d后, 对桩 (墩) 间土进行了动力触探试验, 以检验桩 (墩) 间土的加固效果。干硬性混凝土置换单墩墩间杂填土承载力由加固前的85k Pa提高到176k Pa, 杂填土的承载力特征值约为加固前的2倍, 粉土的承载力特征值由加固前的113k Pa提高到203k Pa, 粉土的承载力特征值约为加固前的1.7倍;碎石桩桩间杂填土和粉土的承载力相比加固前也得到明显提高, 详见表4。另外, 通过动力触探试验也可以看出, 干硬性混凝土置换单墩的墩间土的承载力特征值比碎石桩桩间土的承载力特征值明显较高, 这与桩 (墩) 间土的静载荷试验结果得到相互验证。

3 结论与展望

3.1 结论

通过对干硬性混凝土强夯置换单墩及碎石桩进行现场静载荷试验和动力触探试验, 可以得出如下结论。

(1) 相同工程地质条件下, 干硬性混凝土置换单墩的单墩极限承载力和单墩承载力特征值是碎石桩极限承载力和承载力特征值的3.6倍, 以干硬性混凝土为夯填材料可以显著提高地基承载力, 故可以采用干硬性混凝土作为夯填材料进行地基处理。

(2) 干硬性混凝土置换单墩墩间土和碎石桩桩间土的承载力与地基处理前相比均显著提高, 干硬性混凝土置换单墩墩间土的承载力特征值平均值比碎石桩桩间土的承载力特征值平均值高12.5%, 提高幅度不大, 说明以干硬性混凝土为夯填材料的置换单墩主要是通过提高单墩自身的承载力来提高整个复合地基的承载力。

(3) 强夯置换单墩墩体本身就能够承受很大的附加荷载, 可以不考虑墩间土的承载力作用, 礅体自身的承载力就可以满足建筑物上部结构荷载的设计要求。

(4) 以干硬性混凝土作为置换材料的强夯置换单墩复合地基施工操作简单, 施工速度较快, 有直接的经济意义和工程实用性, 可以推广应用。

3.2 展望

目前以干硬性混凝土作为强夯法处理地基的填料的研究较少, 希望今后能够从以下几个方面继续研究该课题。

(1) 研究不同强度及配合比的干硬性混凝土对复合地基的强度及变形的影响。

(2) 研究干硬性混凝土置换单墩的荷载传递机理和变形机理。

(3) 在理论上进一步研究干硬性混凝土与钻孔灌注桩等的相关性, 建立干硬性混凝土置换单墩复合地基承载力和沉降计算的理论。