摘要 地基的质量直接影响到上部建筑的安全,对软弱地基必须进行处理。本文结合工程实例,对地基处理中的强夯法进行研究,供从事相关工作的人员参考。
关键词 强夯;地基;处理
强夯法指的是为提高软弱地基的承载力,用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。
利用起吊设备,将10 t~25 t的重锤提升至10 m~25 m高处使其自由下落,依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对非饱和的粘性土地基,一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法;并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。现有经验表明:在100 t~200 t米夯实能量下,一般可获得3 m~6 m的有效夯实深度。
进入21世纪,我国的城市发展进入了新的时期,尤其是一些以前的中小城市面积迅速扩大,城市化的进程迅速加剧,这些都对城市的规划带来了很大的难题,必须对出现的新问题进行及时的分析,提出正确的解决方法,才能使城市的发展步入正轨。
1 工程概况
某小区住宅楼位于某公司生活区东侧,地处滦河右岸Ⅱ级冲积阶地上,阶地面高出滦河河床约20 m。建筑场地为阶地上一近南北走向,后期冲蚀的开阔沟谷,沟深约5.0 m~7.0 m。西侧沟顶地势平缓,地面标高均在96.0 m~97.0 m之间,与公司生活区地面标高一致,沟壁较为陡峭;东侧沟壁为西低东高的缓坡。沟底现为稻田,地面标高在90.0 m~91.5 m之间,田内积水。场地北侧、东侧、南侧均有人工修筑的排水沟经过,场地西侧生活区生活废水经此沟向南排出。
拟建4栋住宅楼沿冲沟呈南北方向摆放,各栋住宅楼东山墙均大致在冲沟中线上;西山墙则在冲沟西岸顶部。东西两侧地面高差约
5.0 m~7.0 m。
根据所提供的岩土工程勘查报告,地层自上而下依次为:粉砂,分布于冲沟底表层,顶部为耕土。厚1.0 m~3.5 m。松散,很湿~饱和。粉细砂与粉质粘土互层,厚3.0 m~3.4 m。粉质粘土层,一般厚3.0 m~5.3 m。粉细砂层,一般厚2.0 m~3.0 m。粉质粘土层,厚1.4 m~3.2 m。粉细砂层,厚
0.5 m~2.2 m。粉质粘土层,厚0.9 m~3.8 m。粉细砂层,厚0.3 m~2.4 m。碎石层,厚1.8 m~4.4 m。
地下水情况:根据勘察报告,勘探时实测水位标高约90.1 m~91.7 m,与地势低洼的沟底基本一致,沟底局部地表积水。地下水类型为潜水。
按设计方案,场区内住宅楼设计室内、外地坪均与西侧首钢矿业公司生活区住宅楼大致相同。而场地地形条件较差,东侧自然地面低于设计标高约6.0 m~7.0 m,故需填土做人工地基。根据设计图纸,场地拟采用下部填土做碾压处理,上部填土做强夯处理。
2 施工方案
2.1 场地排水
首先在场地东侧明挖一条通长的宽度为1.0 m,深度1.0 m(超过地基处理层最底部)的排水沟,在沟的中间位置处,建造一边长2.0 m×2.0 m×1.5 m
的方形集水坑,集水坑坑底及坑壁用水泥抹护。集水坑南北两端与排水沟相连。集水坑中安放大功率的抽水泵,不间断地将沟内集水及时排出到场地以外适当的地方。
2.2 沟底覆土清除
拟建建筑场地范围内该层土体含水量基本饱和,考虑到地基处理的成本、工程量及其对地基处理的总体效果,本层土体最好清除出场地。清除工作待排水工作完成后进行。清土时先用推土机推掉覆土,用车辆将覆土运出建筑场地以外。
2.3 平整场地
沟底覆土清除完成后,然后平整场地,根据地基处理的深度、夯击能及土体物理力学参数,估计夯击可能产生30 cm左右的平均地面变形,根据该值确定地面各控制标高点高程,然后用推土机结合人工进行平整。
2.4 垫层铺设
由于场地地下水位高,上层土体含水量大,饱和或趋于饱和,土体强度低,为保证器重设备及运输车辆的顺利通行及安全施工,应在表层铺设1.5左右的垫层。垫层选用矿渣铺设,并分层碾压密实。每层矿渣的虚铺厚度不大于30 cm,密实度不小于95%。碾压第一层及第二层时,由于下卧层土质松软,应采用蛙式夯机夯实。第二层以上的垫层可以采用大型机械进行碾压。
2.5 试验
1)现场试验施工前,应选择一试验段进行试验,以确定施工时的效果及最佳的施工参数。试验面积不应小于400 m2。①孔隙水压力的观测。为测定强夯时孔隙水压力的分布规律,需要距夯击点等距离不同深度以及等深度不同距离埋设一系列的孔隙水压力测头,来测定孔隙水压力沿深度的 分布规律,不同间距的分布规律,以便确定最大夯击能,两各夯击点之间的间距以及前后两夯击遍数的间隙时间;②深层水平位移的观测。由于强夯时主要对土体产生冲切,而土的侧向挤压为次要的,为了不是土体在强夯时产生冲切破坏,应量测土体深层的水平位移,以确定最佳的夯击能。2)室内试验。室内试验主要确定夯击能与含水量的关系曲线,以便确定在一定夯实能的前提下,土体达到最佳密实度时的最佳含水量。根据试验结果,当现场换填材料的含水量较小时,施工时应进行适量洒水;当换填材料含水量较大时,应按适当的比例加石灰,将换填材料的含水量控制到最佳含水量范围内。
2.6 夯点放线定位
根据设计,由测量人员放出夯点的位置,并用石灰或木桩标识,同时对夯实点进行编号。
2.7 碾压施工
碾压施工深度范围从沟底到设计基础底部。待沟底耕土清除完成后,按照1.0 m厚矿渣,1.0 m厚砂、土混凝土交互上填。施工中应分层铺设碾压,每层虚铺厚度不大于30 cm,压实度不小于95%。考虑到沟底土层的含水量大,透水性好,为防止碾压中出现由于孔隙水增大而导致翻浆、喷砂冒水现象,底层50 cm范围不宜采用大型机械碾压,而应采用蛤蟆夯压实。底层50 cm以上采用不小于16 t的振动式压路机分层碾压。
2.8 强夯施工
强夯施工可按下列步骤进行:1)清理并平整施工场地。2)标出第一遍夯点位置,并测量场地高程。3)起重机就位,使夯锤对准夯点位置。4)测量夯前锤顶高程。5)将夯锤起吊到预定高度,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歪斜时,应及时将坑底整平。6)重复步骤5),按设计规定的夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击。7)重复步骤3)-6),完成第一遍全部夯点的夯击。8)用推土机将夯坑填平,并测量场地高程。9)在规定的间隔时间后,按上述步骤逐次完成全部夯击遍数,最后用低能量满夯,将场地表层松土夯实,并测量夯后场地高程夯击时,落锤应保持平稳,夯位应准确,夯击坑内积水应及时排除。坑底含水量过大时,可铺砂石后再进行夯击。
3 结论
强夯法是地基处理方法中效果比较好的一种,但是在施工中必须要严格按照施工规范进行,本文对这种方法进行了研究,以供参考。
参考文献
[1]毛鹤琴.土木工程施工[M].武汉理工大学出版社,2007.
[2]江正荣,朱国梁.简明施工计算手册(第三版)[M].中国建工出版社,2005.