强夯法施工方法
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强夯法施工方法
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强夯法处理地基是利用夯锤自由落下产生的冲击波使地基密实。
这种由冲击引起的振动在土中是以波的形式向地下传播的。
这种振动波可分为体波和面波两大类。
体波包括包括压缩波和剪切波,面波如瑞利波、乐夫波等。
如果将地基视为弹性半空间体,则夯锤自由下落过程,也就是势能转换为动能的过程,即随着夯锤下落,势能越来越小,动能越来越大,在落到地面以前的瞬间,势能的极大部分都转换成动能,夯锤夯击地面时,这部分动能除一部分以声波形式向四周传播,一部分由于夯锤和土体摩擦而变成热能外,其余的大部分冲击动能则使土体产生自由振动,并以压缩波(亦称纵波、P波)、剪切波(横波、S波)和瑞利波(表面波、R波)的波体系联合在地基内传播,在地基中产生一个波场。
离开振源(夯锤)一定距离处的波场如下图所示。
重锤夯击在弹性半空间地基中产生的波场
一、本工程设计简述
1、本工程强夯布点形式为正方形,夯点间距为4m。
2、强夯设备能量必须达到3000KJ(KN·m)每夯,锤底面积为不小于4m2。
3、强夯法施工工艺采用点夯、复夯、满夯的工艺组合,隔行隔点分遍完成;如下图:
①代表第一次夯点,②代表第二次夯点。
4、能级采用不同能级组合:高能级处理深层,中能级处理中间层,低能级处理浅层,满夯处理表层的组合。
5、夯点的夯击次数详见下表,且同时符合下列设计要求:
(1)每点最后两夯的平均沉降不小于10cm (2)夯坑周围地面不应发生过大的隆起; (3)不应因夯坑过深发生提锤困难 6、两遍点夯之间的时间间隔不小于7天。
7
、满夯后地表采用震动压实接着平整场地至设计标高,震动压实激振力不小于400KN ;震动压实次数为4~6次,一次一个循环且间隔不少于4小时。
8、压实度要求
二、强夯施工 2.1.施工场地准备
(1)施工区的范围应在强夯处理范围的基础上再增加向外扩展的用以施工设备支撑、转移、回转所需宽度。
(2)施工前,必须查明施工区周围及场地范围内需保护的建筑物、地下构筑物、挡土墙和地下管线等的位置及标高,并采取必要的保护措施。
(3)施工范围确定后,应清除场地耕植土、污染土、有机物质植物、树木和拆除建筑物的基础等,有积水的洼地应进行排水、清淤。
(4)整平场地至起夯面标高,整平后的施工场地平整度、密实度应能承受施工机械的重量,满足施工设备行走、运转和运输的要求。
(5)高水位地基强夯时,地下水位以上必须保持3.5m 以上的覆盖层厚度,当不满足这一条件时,应铺填一定厚度的松散性材料或采取降水措施。
(6)应用20m×20m 方格网测量夯前场地标高
(7)施工场地应根据周围环境需要设置截水和排水系统。
2.2.施工机具
施工机械根据设计要求的强夯能级,选用带有自动脱钩装置、与夯锤质量相匹配的履带式起重机。
强夯法的主要设备包括夯锤、起重机、脱钩装置三部分。
如下图:
强夯机示例
2.2.1.起重机选型
本工程采用YTQH350B液压履带式强夯机,其性能参数如下:
YTQH350B液压履带式强夯机
2.2.2.自动脱钩装置
自动脱钩装置由吊环、爪钩、连接卡座、锁紧卡座、吊环等组成,由钢板焊接而成。
要求有足够的强度、使用灵活,脱钩快速、安全可靠。
强夯机挂脱钩装置的结构示意图
1—壳体;
2—爪钩;
3—连接卡座;
4—锁紧杠杆;
5—连接件;
6—分离锥;
7—拉力弹簧;
10—缺口;
11—导向槽。
强夯机挂脱钩装置的工作原理:起始状态时,卡座3在低位,由分离锥促使爪钩2分开。
爪吊过程是当整个装置下落至与蘑菇头状的夯锤吊耳接触,靠整个装置的自重,首先夯锤吊耳将分离锥顶开至夯锤吊耳碰到爪钩2中部的爪齿,接着将中部的爪齿向上顶,这时卡座3上升夯锤吊耳被爪钩2端部的爪齿抓紧,此时只需拉紧驱动锁紧杠杆4的钢丝绳锁紧夯锤,可以开始起吊夯锤;脱离过程松开锁紧杠杆4的钢丝绳,此时夯锤在自重力和分离锥的作用下使得爪钩2分离,实现夯锤吊耳与本装置的脱离,这时本装置又处在起始状态,开始下一个工作循环。
自动脱钩器示例图
2.2.
3.夯锤
夯锤平面形状采用圆形夯锤,直径为2.5m ,重心在是垂线上,重量为20T 。
圆形锤能保证前后几次夯击的夯坑重合,避免夯击能消耗在坑壁上,从而影响夯击效果.
为了提高夯击效果,夯锤底面必须对称设置若干个与其顶面贯通的排气孔,以利于夯锤着地时坑底空气迅速排出和起锤时减小坑底的吸力.排气孔直径不能留孔过小,太小会导致土团堵塞而失去作用,一般为250~300mm 。
装配式钢夯锤制作图示例1—钢板底板;
2—钢板外壳;
3—钢板顶板;
4—厚钢板(中间块);
5—吊耳;
6—排气孔;
7—螺栓
夯锤示例
2.3.施工程序
2.3.1.施工工序:点夯1→点夯2→满夯→震动压实。
2.3.2.具体施工步骤如下:
1)清理并平整施工场地,设置排水系统;
2)标出第一遍夯点位置,并测量场地高程;
3)起重机就位,夯锤置于夯点位置;
4)测量夯前锤顶高程;
5)将夯锤起吊到预定高度,开启脱钩装置,夯锤脱钩自由下落,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;当夯坑过深,出现提锤困难,但无明显隆起,而尚未达到控制标准时,宜将夯坑回填至与坑顶齐平后,继续夯击;
7)换夯点,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,采用低能量满夯,将场地表层松土夯实并测量夯后场地高程。
3.3. 震动压实
采用震动压实接着平整场地至设计标高,震动压实激振力不小于400KN;震动压实次数为4~6次,一次一个循环且间隔不少于4小时。
4.施工常见问题与处理对策
强夯法施工常见问题及处理方法
5、强夯施工安全措施
(1)强夯施工振动影响
强夯所产生的振动,对一般建筑物来说,只要有一定的间隔距离(如10~15m),一般不会产生有害的影响。
若在其影响范围内,应进行振动监测。
对抗震性能极差的民房或对振动有特殊要求的建筑物及精密仪器设备等,应采取防振或隔振措施。
隔振沟沟底宽度宜不大于500mm,沟深宜大于已有构筑物基础500mm,且不小于2m。
同时强夯应错开在建工程混凝土浇筑时间,避免强夯振动对混凝土强度形成带来不利影响。
(2)为防止飞石伤人,现场工作人员应戴安全帽,在夯击时所有人员应退到安全线以外。
6.强夯施工质量控制与监测
6.1.施工质量偏差控制应符合下列规定:
1.夯点测量定位允许偏差士50mm
2.夯锤就位允许偏差士150mm;
3.满夯后场地整平平整度允许偏差士100mm。
6.2.施工过程中应有专人负责下列质量检验和监测工作:施工过程中的检测项目应按下表的规定执行,
施工质量验证和监测项目
三、强夯法信息化施工管理
信息化施工的主要优点是能保证施工后场地的均匀性,同时由于质量检验是在施工过程中进行,起到了指导施工的作用,从而过到保证工程质量,降低工程造价的目的。
这种方法在强夯施工中的具体做法是:当按相同夯击次数夯完第一遍全部夯点后,测量各夯坑体积,并对整个场地进行标贯等一系列测试,将实测结果利用计算机进行信息处理,对地基处理效果作出定量评价,然后反馈回来修改原设计,提出第二遍夯击时各部位的夯击次数,并按此设计进行第二遍的强夯施工。
如此进行,直至达到预定目标,强夯法信息化施工程序框图如下图所示:
四、强夯法质量检测和验收
1、检验时间
强夯法处理后的地基竣工验收承载力检验,应在施工结束后一定时间进行,对碎石土和砂土地基,其间隔时间可取7d~14d;粉土、粘性土地基,其间隔时间可取14~28d。
2、检验项目
触探法:(包括静力触探和动力触探)
载荷试验:承载力检验,对简单场地上的一般建筑物,每个建筑物地基载荷试验检测点为应少于3点,对于复杂场地或重要建筑地基应增加检验点数
压实度:对于分层夯实的填土地基,当采用压实度指标控制质量时,对细粒土可采用环刀法;对粗粒土可采用灌砂法、灌水法进行密实度检测;对土夹石碎石土、块石填土地基可采用固体体积率进行检测,评价地基的均匀性和密实度。
3、强夯法地基夯后检测位置宜选在夯后整平面以下0.5~0.8m进行。