浅谈强夯置换法在地基处理中的施工技术

 

　　强夯置换法适用于软弱粘性土、泥炭、液化粉土等饱和细粒土中，它是利用强大的冲击力破坏软土的强度使土体由夯锤下强行被挤至旁边，给墩体占去空间。强夯置换加固软土的方法是80年代发展起来的，我国自1987年以后发展迅速，已有一系列工程采用强夯置换处理软土或液化地基。强夯置换法具有施工简单、节省材料、快速、承载力高及经济效益明显等优点。其主要缺点是噪声和振动，因此不适合在城区采用。

 

　　大连某厂区位于某地区沿海盐田中，拟建建筑物为水泥库、水泥汽车散装、石灰石予均化堆场、配料站、联合储库、等各种水泥制备设施等30多栋。占地面积为37万m2。

 

　　场地地层结构特征由上至下分别为：

　　2.2.1素填土：杂色，稍湿，松散，主要由页岩、灰岩碎石及粘性土组成，碎石含量为80%以上。

　　2.2.2淤泥质粉质粘土：灰黑色，湿—饱和，软塑—流塑，含有贝壳，局部夹有薄层粉细砂。

　　2.2.3中砂：黄褐色，湿，松散—稍密，含有少量石英质砾石。

　　2.2.4粉质粘土：黄褐色，稍湿—湿，可塑，含有铁锰质结核及少量石英质砾石，局部夹有薄层碎石。论文参考网。

　　2.2.5红粘土：红褐色，稍湿—湿，可塑，局部含少量石英质砾石。

　　2.2.6全风化灰岩：黄褐色，稍湿，岩体全风化呈土状，干钻可进尺。

　　2.2.7中风化灰岩：青灰色，坚硬，岩体呈中风化状，节理裂隙较发育，表面有溶蚀现象，方解石脉充填。部分钻孔有溶洞，溶洞内充填软塑～流塑状态的红粘土。

　　3自然地理及水文、气候条件

　　施工区属北半球半湿润季风气候区，具有四季分明，气候温和，夏无酷暑，冬无严寒，降水集中的特点。区内多年平均气温10.2°C。多年平均降水量658.7mm，降水多集中在七、八、九月份，约占全年的降水量60%左右，最大日降水量171.1mm，年降雪日数12天，最大积雪厚度37cm。年平均相对湿度67%，多年平均蒸发量1548.1mm，最大冻土深度93cm。最大风速28～30m/s。

　　该区主要为海水，水量较丰富。水位埋深0.25～2.50m，水位标高-1.04～1.59m，受潮汐影响变幅较大。地下水化学类型为氯化钠型水。

 

　　4.1技术要求

　　4.1.1在现有地面标高处，进行地基强夯置换处理。

　　4.1.2处理后复合地基承载力特征值不小于170kPa。

　　4.1.3强夯置换墩穿越淤泥质粉质粘土，到达红粘土层。

　　4.1.4置换墩点布置按设计图纸进行，墩点间距2.5m，墩直径≥1.4m。强夯范围界线为建筑物轮廓线外延5.0米。论文参考网。

　　4.1.5强夯置换墩墩体材料采用级配良好的块石、碎石、矿渣等坚硬粗颗粒材料，粒径大于300mm的颗粒含量不超过全重的30%。

　　4.1.6地基开挖后，墩顶铺设一层不小于500mm厚压实垫层，其范围与强夯范围一致，垫层材料与墩体材料相同，粒径不宜大于100mm，压实垫层顶标高与基础垫层底标高相同。

　　4.2强夯置换

　　4.2.1试夯

　　强夯置换正式施工前，由监理工程师在石灰石预均化堆场西北角选择20m×20m的场地进行试夯，通过水准仪监测夯击点，最后两击平均沉降量小于50mm为控制标准，以确定施工参数。

　　试夯采用履带式吊车：QU-20；铁质置换锤，锤重20t，锤径约1.25m；强夯置换单击夯击能2000KN·m，夯击次数由试夯确定。

　　4.2.2强夯置换施工工艺

　　强夯置换施工流程

　　（1）准备工作

　　（a）进行技术交底，

　　（b）收集、分析施工场地的地质资料，

　　（c）按设计要求准备相应的设备，

　　（d）按建筑设计平面图进行强夯置换夯点的测量放线，将置换墩布设在实地。

　　（2）施工过程

　　（a）施工顺序按由西向东、由北向南的顺序施工。

　　（b）按设计图纸布置强夯置换夯点，施工标高按强夯置换设计要求进行，保证夯锤直立，吊车就位，夯锤对准桩位起吊夯击成孔，单点夯击能2000千焦。

　　（c）装载机向夯孔内填入碎石，继续夯击。

　　（d）重复步骤（b）～（c），经多次夯填，直至最后两击夯沉量小于50mm，完成全部碎石桩的施工。

　　（e）满夯一遍。论文参考网。满夯单击夯击能1000KN·m，布点按强夯设计要求进行。

　　4.2.3垫层施工

　　垫层应分层铺设和压实，垫层压实方法一般采用碾压法或人工振捣法。

　　碾压法采用8~12t压路机牵引4t重平碾分遍碾压（也可用6~10t振动压路机碾压）；每层铺设厚度为25cm，用推土机推平后，往返碾压4~6遍，每次碾压均与前次碾压后轮轮迹宽度重合一半，行驶速度为3.5±0.2km/h，碾压时适当浇水湿润，碎石含水量控制为2~4%，以利密实。每层碾压最后两遍的沉降落差应小于1mm。

　　振捣法系用振幅在0.4~0.8mm，振动频率不小于2800r/min，电动机功率不小于2.2KW，重量大于65Kg的平板式振动器往复振捣，每层铺设厚度为25cm，单位面积上振动时间不少于60s，振捣遍数3~4遍，每遍间隔不少于40min，作到交叉、错开、重叠。

　　强夯置换施工中采用超重型或重型圆锥动力触探检查置换墩着底情况。强夯置换处理后的地基竣工验收承载力检验，应在地基处理施工结束后间隔28天方能进行地基检验。承开力检验除用单墩载荷试验检验外，尚应采用动力触探等有效手段查明置换墩着底情况及承载力密度随深度的变化。强夯置换地基载荷试验检验和置换墩着底情况检验数量均不应少于墩点数的1%，且不应少于3点。

 

　　经有关部门检测，本工程地基承载力满足建筑物的地基承载力要求。强夯置换不但具有施工方便、操作简单、造价低等特点，而且还加快了施工进度，保证了施工工期，得到业主及有关专家的好评，取得了明显的社会效益和经济效益。

　　 

[1]建筑地基处理技术规范. JGJ79—2002 北京：中国建筑工业出版社，2002

[2]刘惠珊 徐攸在 地基基础工程 中国计划出版社 2002年3月3