淺析強夯法在實際工作中的應(yīng)用

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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(shè)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(chǔ)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(chǔ)，采用樁基技術(shù)可保證，但基礎(chǔ)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(yù)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?dāng)M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(shè)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(chǔ)施工。
    三、強夯法施工
    （一）強夯設(shè)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(shè)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(dāng)夯錘起吊到預(yù)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＝a M·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(xì)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(chǔ)的基坑，夯擊點中距為6、4.5、3.3 M，后一遍落距為3M，每點夯擊4次進行“搭夯”。
    2、施工準(zhǔn)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(zhǔn)確標(biāo)出夯點的位置，并設(shè)置了四個水準(zhǔn)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(zhǔn)夯點位置→將夯錘起吊至預(yù)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(zhǔn)確，當(dāng)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(xì)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(dá)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(chǔ)施工速度明顯加快。質(zhì)量效果甚佳，深受建設(shè)單位好評。