1、强夯处理风化砂岩土施工技术【摘要】风化砂岩土采用强夯处理后，地基承载力和变形模量有了较大提高，填土的不均匀性基本消除，透水性大幅度度减低。本文从施工特点、适用范围、工艺原理、施工工艺流程及操作要点等多方面阐述了强夯处理风化砂岩土施工技术。 【关键词】 强夯地基处理风化砂岩土 中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号： 1前言 内蒙古鄂尔多斯市是我国近十年建设发展起来的新型城市, 目前正在大规模发展建设中。由于本区域场地的地貌单元为构造剥蚀丘陵地段，微地貌为河谷冲积地块，主要土质为风化砂岩土。政府已将其整体进行挖填整平。 这种土层的分布不均匀，一般为 5-10 米，厚度变化也比较大，具有填土
2、的不均匀性、并且透水性强。作为建筑物地基持力层，地基承载力达不到设计要求，且对建筑物的稳定性有很大的影响。 由于本地区地域广阔，采用其它地基加固方法，受局限性，可能无法完全消除本地质情况对建筑物的不良影响，且造价高，造成不必要的经济损失。经过反复工程实践,采用强夯法进行处理,不仅能满足地基承载力的要求,且具有工期短，造价低，工艺简单等特点。 2施工特点 强夯法施工特点：操作简单、劳动强度低、施工材料少、施工工期短、节省费用等。 3适用范围 适用于碎石土、砂土、特别是风化砂岩土等地基强夯施工。 4工艺原理 强夯法又称动力固结法，是用起重机械将大吨位重锤（一般为 10-40t,）起吊到 6-40m
3、 高度后，自由下落，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现很大的冲击应力，土体产生瞬间变形，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂缝，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土粒重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性的一种有效的地基加固方法。 5施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 夯机进场、组装选定试夯区域试夯并收集夯击数据确定夯击技术数据夯区测量定位测放第一遍夯点位置夯车就位第一遍点夯施工夯坑回填及土石方平衡测放第二遍点夯位置夯车就位夯坑回填及土石方平衡第二遍点夯施工测放满夯线夯车就位满夯施工夯区场地平整 5.2 操作要点 5.2.1 确定强
4、夯参数 5.2.1.1 由于工程项目的地质情况千差万别、具唯一性，在强夯参数的选择时，应依据本工程的实际地质情况及规范的经验取值初步确定强夯参数，通过试夯时的综合检测手段，对各项参数进行判定或调查。 5.2.1.2 施工前，必须对所需强夯处理的场区实施动力触探检测，其目的在于确认勘察报告所揭露的地质情况，检验施工方案所确定的工艺参数的适用性，在每遍夯击结束后，也要实施动力触探自检，以检验夯击效果，视检测情况进行必要的工艺调整。施工结束后，要对所经强夯处理的场区进行综合检测判定，为竣工报告提供可靠的数据。原则上每遍动力触探检测孔约为 20 个。 5.2.1.3 对强夯参数的选择尽量避免因超过临界
5、夯击能使土的宏观结构破坏并产生明显的水平位移，进而影响土体的整体强度。这需要在试夯过程中加强监测，及时调整。 5.2.1.4 因受夯击能量影响，土中孔隙水压力将有一个平缓的消散过程。因此，每遍夯击结束后，规范规定必须留有一定间隔时间，以确保土中孔隙水压力能按改变后的纹流形式得以逐步消散。 由于本地区为风化砂岩土，含水量非常低，规范中对一般土质含水量高的地区，要求技术间歇时间一周，而此地区是不需要技术间歇时间，反而应迅速连续施工。如果天气特别干燥的情况下，在进行点夯或满夯前应进行撒水或注水，即从砂岩土表层向内注水或撒水，并以表面看到略有积水为宜，然后间歇两到三天，在进行强夯施工。 针对砂岩土，强
6、夯注水的含水率保持在 10-15%之间为好，先测定原土原有含水量，然后布 1.5-2 米的方格网,100 毫米的桩机管成孔,深度 5米左右,水渗下再注,每孔约 10 方水。如果土质过于干燥不适量加水的话，虽然也能达到承载力的要求但满足不了变型模量的要求。 5.2.2 单夯夯机能及夯点的布设 根据不同的砂岩深度,夯点的布设也不同。第一遍点夯的布设:砂岩层深度在 8-10 米的，应选用 8000KN.M 的能级,点的布置宜在 7-8M, 深度在 6-8 米的，应选用 5000KN.M 的能级,点的布置宜在 6-7M, 深度在 5-6米的，应选用 3000KN.M 的能级,点的布置宜在 4-5M;第
7、二遍点夯的布置:能级可统一选用 5000KN.M,点的布设 4-5M,局部达不到强夯效果的可适当加密,在方格布置的基础上,在其中心加一夯,成梅花布置。最后是满夯布置。 5.2.3 确定夯击遍数 夯击遍数国内一般为 2-3 遍，本地区采用三遍，即两遍点夯，一遍满夯。第一、二遍目的是处理深层；第三遍为低能量满夯，目的主要是处理表面土层尤其是夯坑之间的空隙。第三遍取落距 6.0m，每点连续二击，下一夯与前一夯痕互错 1/3 夯。 5.2.4 施工流程 5.2.4.1 施工准备 1、组织机车进场,对施工场地进行清理，做好临时排水系统的规划和构筑。 2、试夯并收集技术数据 在认定的试夯区进行试夯,做好夯
8、击记录,经研究确定夯击技术依据。5.2.4.2 测量放线 根据施工图实地测量放样，在现场标定夯点位置。 5.2.4.3 点夯施工 1、起重机就位，使夯锤对准夯点位置； 2、测量夯前锤顶高程； 3、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；4、按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；重复以上步骤完成第一遍全部夯点的夯击； 5.2.4.4 夯坑回填及场地平整：根据实际情况进行现场土石方平衡或外运土石方进行夯坑回填并用装载机或推土机进行现场平整作业。平整后测量场地高程。 5.2.4.5 第二遍点夯：根据设计要求
9、进行测量放样标定夯点、第二遍点夯作业、回填并平整场地。 5.2.4.6 测量放线：在第二遍点夯后的场地上划定满夯区域。 5.2.4.7 满夯施工：在划定区域进行满夯施工作业。 5.2.4.8 平整场地：根据要求进行交工前场地平整。 5.3 劳动组织 根据工期可安排白天作业或昼夜连续作业。每个施工机组司机 1 个、挂钩工 1-2 个、测量工 1 个。 6.材料及设备 主要施工机具:履带式起重机、装载机、推土机。 7. 质量控制 7.1 在点夯作业中，以沉降量控制为主，辅以夯击数控制。如遇点夯数未达设计要求夯击数而沉降量在控制范围内时，可移车进行下一点作业；如夯击数已达要求夯击数而沉降量未达设计要
10、求应继续夯击直至沉降量达到控制范围内。除满足最后 2 击平均夯沉量不大于50mm（3000KN?m）外，还要求总夯沉量不小于试夯总夯沉量的 90%。 7.2 在满夯作业过程中，满夯夯印搭接要满足设计要求。 8. 安全措施 8.1 开工前对所有机组人员进行安全培训，增强安全意识、提高机车安全操作能力及自我保护能力。 8.2 对机组成员进行安全技术交底。机组成员作业过程中必须戴好安全帽，夯锤起锤时应先稳锤后再匀速提升。在夯锤下落过程中处在安全位置。 8.3 臂杆端部设置辅助门架，或采取其它安全措施，防止落锤时机架倾覆。 8.4 遇有 6 级以上大风天气及空气能见度低时禁止施工作业。 9.环保措施
11、9.1 环境保护目标 达到本地区施工环境要求，执行环境空气质量标准 、 环境噪音标准 、 饮用水源保护区污染防治管理规定 。 9.2 生态环境保护措施 9.2.1 施工场地排水要设沉淀池，严禁直接将废水排入地下。 9.2.2 入场后了解施工区附近水分布情况，设立标识。防止生活污物、汽车水、油污等溢流污染，可设小型排放处理池。 9.3 大气环境保护措施 9.3.1 对汽油等易挥发品的存放要密闭，并尽量缩短开启时间。 9.3.2 严禁在施工现场焚烧油毡、橡胶、塑料、皮革包袋及其它产生有毒、有害、有气的物质。 9.4 降低噪音的措施 9.4.1 合理安排施工作业时间，减少夜间施工对当地居民的干扰。
12、9.4.2 机械车辆途经居住场所时，应减速慢行，不鸣喇叭。 9.4.3 对使用的工程机械和运输车辆安装消声器，并加强维修保养、降低噪音。 10. 效益分析 10.1 经济效益 强夯施工在同等影响深度范围内采取桩基施工相比具有施工工期短、施工材料少等特点。与采用桩基处理相比节约费用 1/2 左右。 10.2 社会效益 采用桩基施工 ，材料运输给道路带来拥挤，给环境带来了污染，同时造成了资源的浪费，并且工期长。而采用强夯不但节省人力，财力，减少了环境的污染，工期能够缩短 2/3。因此，所产生的社会效益也是非常显著。 11. 应用实例 11.1 奇瑞汽车鄂尔多斯 SUV 整车项目地基处理工程 本工程
13、位于鄂尔多斯市装备制造基地内。强夯面积 50 万 M2。该工程于 2010 年 7 月 15 日开工，并于 2010 年 9 月 15 日竣工。 该工程经浙江有色地球物理技术应用研究院进行静载荷试验及标准贯入试验、瞬态面波波速测试均达到设计要求。 11.2 鄂尔多斯装备制造基地东装线北侧地块强夯工程 本工程位于鄂尔多斯市东胜区装备制造基地内，经四路以东纬十路以北、一纬路以西。该项目占地面积约为 230 万 m2，强夯面积 25 万m2。该工程于 2011 年 7 月 2 日开工，并于 2011 年 8 月 1 日竣工。 该工程经内蒙古石基础工程有限责任公司进行静载荷试验及标准贯入试验、瞬态面波波速测试均达到设计要求。 12.结束语 风化砂岩土采用强夯进行处理后，地基承载力特征值均能达到180Kpa，不仅承载力和变形模量有了较大提高，填土的不均匀性也基本消除，透水性大幅度度减低，使原地基成为均匀地基。
