強夯置換在地基處理中的應(yīng)用分析

雒東生

中國葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司 湖北 宜昌 443002

引言

隨著科技不斷發(fā)展、社會不斷進(jìn)步，與建筑有關(guān)的工程項目也不斷增多。我國的建筑工程在軟土地區(qū)的占比相對較大，實施工程的基礎(chǔ)就是加固處理軟質(zhì)地基，如果沒有處理到位，會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生大幅度不均勻沉降、傾斜、裂縫，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)垮塌的重大安全事故，威脅到國家和人民的生命財產(chǎn)安全，因此軟基處理意義重大。

1 強夯置換法應(yīng)用原理分析

強夯置換法在施工的過程中利用強夯的作用，將卵石向土體當(dāng)中送入，這樣可以形成墩體，接著通過卵石之間的摩擦角和墩體的側(cè)阻力，使墩體的承載能力大幅度提高，起到穩(wěn)定地基的作用，這樣可以形成復(fù)合地基。在夯擊置換地基的過程中，從上到下產(chǎn)生了2個區(qū)域。區(qū)域一主要是利用強夯的方式讓卵石逐步加密，最終產(chǎn)生一個墩體。這樣可以使地基的承載能力大幅度提高，是進(jìn)行強化置換過程中的重要區(qū)域。第2個區(qū)域為強夯壓力區(qū)。通過強夯逐步對該區(qū)域進(jìn)行擠壓，在此條件下所占空間的土體會逐步被擠壓到該區(qū)域，產(chǎn)生慣性擠壓區(qū)。該區(qū)域當(dāng)中密度逐步提高，而且孔隙逐步被壓使孔隙比減小，會成為一個堅實持力層。該區(qū)域當(dāng)中的土體和普通強夯獲得的效果相似。加固深度可通過一般強夯的加固深度理論來進(jìn)行分析，在加固的過程中需要對強夯單擊能量和土的性能進(jìn)行有效的確認(rèn)[1]。

2 強夯置換在地基處理中的應(yīng)用

（1）強夯設(shè)備的選擇，高速公路路基強夯施工時，強夯設(shè)備的選擇主要分兩大部分：①夯擊錘。目前工程實踐中運用較多的就是方錘和圓錘，夯錘質(zhì)量根據(jù)項目實際所需有效加固深度確定，通常情況以10m為分界線，加固深度10 m以內(nèi)，多選用10 t～18 t重錘；加固深度超過10 m，則重錘質(zhì)量必須在18 t以上。②夯擊設(shè)備。以履帶式起重機的運用居多，具有穩(wěn)定性好、行走便利以及施工快等諸多優(yōu)勢。

（2）強夯試驗（試夯）。為了確保強夯法在不同地質(zhì)條件下的順利進(jìn)行，施工前要選取強夯區(qū)中具有代表性的區(qū)域開展試驗性夯擊工作，目的是為了取得準(zhǔn)確的強夯參數(shù)。有一些地基的土體含水量相對較大，只有在進(jìn)行過孔隙水壓力消散實驗后才能得出最為準(zhǔn)確的時間間隔數(shù)據(jù)。強夯試驗面積不應(yīng)＜20m×20m。

（3）平整作業(yè)和管線標(biāo)記。若未對施工區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行研究分析就采用強夯技術(shù)，極易造成夯擊位置地下管線結(jié)構(gòu)變形，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。技術(shù)人員需提前對施工現(xiàn)場進(jìn)行勘測，用推土機將施工區(qū)域的地面進(jìn)行平整作業(yè)，同時根據(jù)地層下的管線分布制定合適的夯擊方案，并標(biāo)記管線的位置點，盡量避免在未知管線及建筑物上方進(jìn)行夯擊，以免出現(xiàn)變形問題，若無法避開地下管線，則應(yīng)當(dāng)確定好地面標(biāo)高，采用其他夯實措施，例如換填法、深層水泥樁攪拌法等軟土地基處理方式，提高地基的穩(wěn)定性。

（4）操作要點。①在確定強夯地基施工范圍時，應(yīng)注意的是施工范圍要比工程的基礎(chǔ)范圍大，每邊超出外緣的寬度宜為基礎(chǔ)下設(shè)計處理深度的1/2至2/3，并≥3m。②應(yīng)用強夯法施工技術(shù)要能夠準(zhǔn)確地對地面的下沉高度做出估計，在試夯時做出相應(yīng)的調(diào)整。根據(jù)場地夯后的沉降值和夯后地面的整平標(biāo)高確定場地起夯面標(biāo)高。③每遍夯前夯后均對場地標(biāo)高進(jìn)行測量，做好現(xiàn)場記錄，并附簡圖，作為土方計算依據(jù)。④如果施工時期恰逢雨季，夯擊過的地基和夯坑里面極易出現(xiàn)積水，要多加關(guān)注，及時地將雨水排出。在進(jìn)行夯坑填平操作時，可以利用推土機來將填入的土壓實，要使其比周圍的地面略高一些，這樣可以有效地避免因土體吸水過量而在夯擊過程中出現(xiàn)橡皮土現(xiàn)象。⑤強夯結(jié)束，土層孔隙水壓力消散并間隔一定時間，待地基土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后再進(jìn)行地基壓實度和承載力等質(zhì)量檢測，以反映檢測值的準(zhǔn)確性。⑥要施工現(xiàn)場的周圍建立起良好的排水系統(tǒng)，這樣可以保證土層內(nèi)的孔隙水能夠順利的排出場外。基本措施是，在強夯區(qū)域周圍修筑集水井和排水溝，土層水滲入排水溝，通過排水溝匯集到集水井，然后采用水泵抽排至場外棄水區(qū)域。

（4）質(zhì)量檢查。①檢查儀器與方法。為提升質(zhì)量檢查效率，選擇的是輕型動力觸探儀，其具備操作便捷、可連續(xù)測定的特點，所得結(jié)果準(zhǔn)確性高、相關(guān)性好，能夠求得干密度值。觸探儀使用過程中，合理選擇探頭的規(guī)格尤為關(guān)鍵，即直徑40mm、圓錐角60°，截面積12.5cm2。采取如下檢查方法：選擇合適的位置（應(yīng)具有代表性，可反映整體情況），于該處連續(xù)錘擊貫入，檢驗實際情況，分析貫入10cm所對應(yīng)的總錘擊次數(shù)。②檢查時間。經(jīng)過打樁后存在孔隙水壓力，經(jīng)過1d即可消除，因此在打樁后的1d安排人員檢查。③檢查位置。根據(jù)樁的分布特點，三根樁將構(gòu)成等邊三角形，選擇的是該圖形的中心，于該處作為檢查點。④檢查數(shù)量。以30m為間隔依次劃分檢查段，同時每段沿縱向劃分為4個區(qū)域，從中選取一區(qū)和三區(qū)（或者是二區(qū)和四區(qū)），經(jīng)檢查后若出現(xiàn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況，則要在其余兩個檢查區(qū)抽查[2]。

3 結(jié)束語

強夯法作為當(dāng)下較常用的軟土地基處理方法，因?qū)κ┕ぜ夹g(shù)要求不高，且適用于多種地質(zhì)條件，其大范圍的運用是未來工程施工技術(shù)發(fā)展的趨勢。在實際施工過程中運用該技術(shù)時，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范每一個環(huán)節(jié)的操作行為，以保證整體施工質(zhì)量水平。