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1、浅析强夯法处理湿陷性黄土地基施工工艺【摘要】为了提高地基承载力和降低土层压缩性,可以采取强夯法处理湿陷性黄土地基的方法。该方法施工方便、快速有效、节约投资,根据夯击类型不同,强夯法处理地基与桩基相比可节省投资50%以上。因此,此方法是我国目前最为常用和最为经济的深层地基处理方法之一。在处理湿陷性黄土地基之中应根据实际情况分析影响因素,确定合适设备,制定切实可行的施工方案,从而达到质量要求。 【关键词】强夯法湿陷性黄土地基影响因素施工工艺 一、黄土夯实影响因素分析 1.含水量对强夯的影响 含水量是土的基本物理性质指
2、标之一,含水量的变化会直接影响土的强度。湿陷性黄土地基中的天然含水量比较小,相对加固饱和土地基而言,强夯过程中一般不会出现孔隙水扩散,这更加有利于强夯法的施工。 2.夯击过程中孔隙比对地基的影响 强夯加固湿陷性黄土地基是黄土在动力作用下由大孔、松散状态变为密实状态的过程。孔隙比是描述结构性变化的一个重要参数,湿陷性黄土地基中的天然含水量比较小,在巨大的夯击能作用下土颗粒和孔隙空间性增加,孔隙比减小。但实践证明,无论怎样选择夯击参数,强夯也不可能将土中的气体和水全部排出,其夯实变形主要是由于土质孔隙中气相被排出,土颗粒相对移动
3、,重新排列而引起的。经强夯处理后,土质达到密实状态,孔隙体积可减少约60%。这时土质中含水量没有发生变化,但是饱和度却不断增加。 3.夯锤的形状 经过实践证明,不同土质不同地层结构,均采用相同的锤形是很难取得理想的夯实效果的。大多数夯锤都是平底,其锤底静压力在25-40kPa之间。 4.对强夯机的设备性能要求 强夯法施工和强夯机是紧密联系在一起的,强夯机的设备性能有如下要求:强夯机应具有较高的工作级别,并应具备较强的地形适应能力和较高的作业稳定性;起升卷扬机构的卷筒应具有宽幅大容量、高弹出力性能和高制动能力;发动机功率应
4、有充足的储备,行走机构能适应泥泞和沉陷地面的行走和转向。 二、强夯法处理湿陷性黄土路基施工工艺 1.施工准备 强夯施工前,应查明场地内范围的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高等,并采取必要的措施,以免对原有构筑物造成破坏。在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区,进行试夯或试验性施工。初步确定强夯参数,提出强夯试验方案,进行现场试夯。在试夯过程中加强监测,及时调整,编写施工组织设计,经驻地监理组审查,报总监代表审批同意方可施工。 2.夯点布置与强夯 夯点布置是否合理对于夯实效果也有直接影响。夯点一般布置
5、成正三角形或正方形,这样布置比较规整,也便于强夯施工。由于基础的应力扩散作用,强夯处理范围应大于基础范围,其具体放大范围,可根据构筑物类型和重要性等因素考虑确定。夯点间距可根据所要求加固的地基土性质和要求处理深度而定。夯点间距一般取倍的夯锤直径。每4000mm工作面为一个施工单位。夯击遍数应根据地基土的性质确定,地基土渗透系数低,含水量高,需分3-4遍夯击,反之可分两遍夯击,最后再以低能量“搭夯”一遍,其目的是将松动的表层土夯实。强夯一般分三遍施工。第一、二遍为间隔跳夯方式施工,锤中心间距为,此处选锤中心问题(即夯位中心距)为3
6、m,以3m×3m方格网定位,每3m×3m方格网为一夯位,每个夯位连夯,夯点的夯击次数可以结合公式:N=(EL2)/(MH)(夯点为方格布置,间距L)计算取值。也可按现场夯击得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定。夯击结束后检查夯沉量,最后两击平均夯沉量不得超过5cm,否则加击。对于饱和细粒土,击数可根据孔隙水压力的增长和消散来决定,当被加固的土层将发生液化时的击数即为该遍击数,以后各遍击数也可按此确定。第三遍采用低能量满面拍夯,将场地表层松土夯实,夯位中心距。3.间歇时间 所谓间歇时间,指相邻夯击两遍之间的间歇时间。间歇时间取决于
7、土中超静孔隙水压力的消散时间,对于渗透性较差的粘性土地基的间歇时间,应不少于3周;对于渗透性好的地基土,第二遍夯位施夯时间,与其相邻的第一遍夯后应施夯时间间隔不得少于4天,每个夯区的第三遍拍夯必须在该夯区第二遍施夯完毕四天后进行。 4.强夯法的施工管理 夯位要按设计图要求编制夯点编号图,编号图要清晰、规范、科学。夯点定位布置用钢尺按100%的频率丈量;施工单位要对强夯机械进行编号,夯锤必须过磅称重,每台强夯机械必须持有监理组发放的《施工许可证》方可进行强夯施工;制定严格的安全管理措施,进行机械操作的主要人员必须挂牌上岗;用水
8、准仪测量垫层铺设前、后的对应测点标高,初步确定垫层厚度,每20米一个断面,每个断面5个规定测点,再按每断面挖1处探坑,进一步确定垫层厚度;主、副、满夯的间隙时间要根据现场情况作必要的调整,但间隙时间必须满足72小时;施工人员要认真做好强夯施工记录,记录要求清楚、
