浅谈强夯法处理大块石堆填地基施工监理
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摘要:本文对强夯法处理大块石地基施工原理、施工工艺进行介绍,提出监理质量安全控制措施及要点。
关键词:强夯法大块石地基监理
引言:强夯法施工设备简单、工效高,节约工程造价;对于采用挖填平衡进行土石方场地平整的山地丘陵地区,填筑厚度大,填料就近爆破,填筑密实度要求较高,采用强夯工艺与分层回填碾压相比在提高工效和节约造价方面效果明显。本文就大块石堆填地基强夯施工工艺及监理控制要点进行介绍。
一、 工作原理及施工工艺
强夯法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。主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。
1. 强夯法加固主要原理
由固体颗粒、水、气体三部分组成的土体在重锤的作用下将土中的气体及孔隙中的水排出,夯击能转换为土体的压缩变形,随着夯击能的积累土体逐步固结,强度得到提高。
2. 强夯法施工工艺及流程
(1)利用起吊设备将10~25吨的重锤提升至10~25米高处使其自由下落,依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。在实际施工中根据工程需要通过现场试验来确定夯实次数和有效夯实深度。
(2)工艺流程:试夯确定工艺参数、分层回填至每次强夯厚度并平整场地、测量层面标高、夯点定位放线、机械夯锤就位对点开夯、第一遍夯完后场地平整、测量夯后标高、地基检测、验收;第二遍/第三遍夯实等。
3. 强夯主要施工设备:起重设备 、大吨位重锤 、门支架 、测量仪器和自动脱钩装置。
二、 大块石堆填地基强夯施工监理质量控制要点
1. 施工准备阶段监理质量控制要点
(1)审批施工方案。主要审查①强夯设计参数,包括:有效加固深度设计(试验或经验估算)、强夯单位夯击能量(根据基土类别、结构类型载大小和要求处理的深度等综合考虑)、夯点的夯击次数(试夯)、两遍夯击时间间隔、夯击点位置和强夯处理范畴等;②强夯试验方案;③强夯设备仪器选择;④施工及验收标准等。
(2)施工设备及检测仪器验收。对施工单位报送的强夯设备、测量仪器等质量证明文件进行审核签认。重点审查强夯设备性能、夯锤是否满足强夯工艺参数要求,设备数量是否满足进度要求,测量仪器是否通过法定校验,质量管理体系是否完善,起重人员资质是否满足相关要求等,特殊气候条件的施工质量保证措施是否合理。
(3)审批施工单位试夯方案及试夯报告。强夯施工试验阶段对后期正常施工起重要的指导作用,因此试夯阶段应针对后期工程用主要填料参数(粒径、含水率)进行试验强夯,试验阶段应对分层回填厚度、单次强夯厚度、填料级配、填料含水率等多工况进行试验,以此确定相应的强夯参数。对施工单位试夯方案及试夯报告要重点审查试验报告的针对性、完备性;试验项目的相关针对性措施是否满足后期填料、天气等因素变化对质量保证的要求。
2. 施工阶段质量控制要点
(1)回填施工工序质量控制。回填工序质量对强夯施工质量有重要影响,如果相关的回填参数与试夯参数相差较大,将严重影响强夯效果及施工质量。回填工序应重点检查分层回填厚度、填料粒径,填料级配,含水量是否符合试验报告要求。
(2)强夯施工工序质量控制。强夯施工阶段对工程质量起决定性作用。强夯施工质量控制要重点检查落距、夯击数、夯沉量及夯击记录是否符合经批准的强夯参数要求。强夯施工时落夯要保持平稳,夯位要求准确,坑底宜平整,如果倾斜过大需用碎石填平;对第二遍满夯锤印要有1/3搭接;对坑内积水应及时排出。
3. 施工验收阶段质量控制。每层强夯施工完成后,应进行验收。验收阶段应对夯坑夯沉量、夯坑间隆起量进行初步检查,夯沉量不应过小,隆起量不应过大或过小。外观检查合格后按设计要求进行土体密实度检查。一般在夯坑间进行灌沙试验,对粒径较大填料采用灌水试验,强夯土体干密度值应满足设计要求。全部强夯单位工程完成后,通常需要进行地基静力荷载试验、地基沉降变形观测等。
三、大块石强夯施工常见问题及对策:
1. 夯沉量、隆起量过大。强夯施工时前几击出现夯坑深,夯坑间隆起量大。主要原因是填料含水率过大,尤其雨天施工,回填后没有采取封闭措施,雨水渗透到下部填料后,强夯施工导致土体侧向变形过大,夯坑间快速隆起,甚至陷锤,强夯后造成橡皮土。处理对策是回填完成后应及时对表面推平碾压并有排水措施,如果已出现雨水浸泡情况应重新翻晒回填。
2. 夯坑过浅,隆起量不足。夯击次数严重低于试验参数时出现夯坑不再下沉情况,夯坑不平整出现严重倾斜,夯坑隆起量不足。主要原因是填料块石粒径过大,或者填料级配不符合要求,强夯时填料间不能有效压缩,导致强夯效果降低。预防对策是回填时控制填料粒径,填料粒径一般不能大于分层回填厚度的三分之一或0.8m,填料级配大小级配不均匀系数cu大于5,曲率系数Co大于1,如出现夯坑倾斜过大情况应加碎石平整后再强夯。
3. 试验土体密实度低于设计要求,强夯后土体存在空洞。灌水试验检查时,取样洞内土体常见局部空洞或疏松,干密度值低于设计要求。主要原因是填料级配不符合试验要求或块石过多,含水率过低,强夯时细土不能压缩到孔隙,土体间含水率过低不能固结,使强夯不能达到土体挤密固结目标。处理对策是在回填阶段对填料级配进行控制,对含水率过低的情况进行分层洒水措施,控制含水率在最佳含水率正负5%以内。
四、 结束语:
强夯施工设备简单,工艺成熟,施工便捷,但如果工序质量控制不到位,极容易出现质量问题,因此,必须建立完善质量保证体系,严格落实人、机、料、法、环等关键因素的质量控制措施,才能保证强夯施工质量达到设计规范要求。
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