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【摘要】在道路、建筑施工中,湿陷性黄土地基是经常出现的一种地质类型,对施工效率、施工效果都具有较大的负面影响,同时也影响着施工质量,所以在此种情况下,就需要在施工前做好湿陷性黄土地基的处理工作。这样不但为整个施工建筑的后期工作打下结实的基础,还为施工质量提供了有利的保证。在本文中,作者想就自己的实际工作经验与这方面的信息调查,将就强夯法在湿陷性黄土地基处理中应用进行一定的浅析,希望有利于今后这方面工作问题的开展。
【关键词】强夯法、湿陷性;处理;
1、引言
所谓湿陷性黄土是指在一定外力和自重力的作用下,因受到水的浸泡后,土体结构会迅速受到破坏,并且产生明显附加下沉的黄土,湿陷性黄土属于特殊土。一些杂填土也有一定的湿陷性。湿陷性黄土广泛分布于我国西北、华中和华东等部分地区。在湿陷性黄土地区进行工程设计、建设时,必须考虑因地基湿陷而引起附加沉降对工程使用可能造成的危害,因此应根据基础埋深、湿陷性黄土的厚度、有无地下水、地基土含水率等选择合适的地基处理方法。为了避免湿陷性黄土地基沉降对建筑物使用安全造成影响,我们在施工时就必须对湿陷性黄土地基进行处理。其处理方法有一般以下几种:灰土垫层或灰土桩、夯实法、强夯法、预浸水法、桩基础等,在以上几种地基处理方法中,强夯法以其施工简便并且成本低、施工工期短等优点,所以在我国湿陷性黄土居多地区得到广泛适用。并且也得到了专家及学者的认可。
2、强夯技术发展
强夯技术是从上世纪60年代从法国兴起的一种技术,在具体应用中,其通过重量在8至30t的重锤、采取8至20m的落距对地基土进行不断的夯实,通过在夯实过程中产生的强大动应力、冲击力,使地基土不断的挤压使其密实。以此在对湿陷性地基土进行加固,同时保证其强度能够满足施工要求。从上世纪70年代开始,我国也逐渐对该技术进行了应用,并获得了较好的应用效果,而随着在我国多年的应用与发展,强夯法也由其所具有的施工效果好、施工成本低、施工周期短以及适应范围广等特点,成为了我国现今对湿陷性黄土地基进行处理的一项重要技术。
3、强夯技术在湿陷性黄土地基中的应用
3.1强夯设计
3.1.1有效加固深度
所谓有效加固深度,就是在对地基土体进行强夯加固后,压缩模量增大、强度提升,加固效果较为明显的土体范围。在湿陷性黄土区域,强夯有效加固深度则是指土体强度提升的有效深度以及原有地基湿陷性土体的消失深度。该深度同强夯技术以及设备所具有的单点夯击能有关。其基本公式为:
在上式中,w为锤重,h为落距,H为加固深度,α为同地基厚度、夯击工艺、地下水位以及土体厚度都具有关联,对于湿陷性黄土地基来说,在对各方面因素衡量的情况下,该值一般会控制在0.35至0.5之间。根据该公式,当有效加固深度在6m左右时,单点夯击能则会在2000至3000kN·m以内。
3.1.2夯击点布置间距
在强夯技术应用过程中,由于基础应力所具有的扩散作用,强夯技术实际处理的范围应当保证同建筑物基础范围相比要大,一般情况下,每边超出基础外缘的宽度应当为设计深度的二分之一至三分之二之间,并保证宽度能够在3m以上。夯击点布置方面,一般情况下可以按照正方形或者等边三角形的方式布置。
点距方面,同土层厚度、土质条件以及布置情况等因素具有关联。对于土质较差、含水率高、土层厚度较大、透水性较差的土体来说,在对夯击点进行布置时需要尽可能的增大间距。因为在该种情况下,如果我们在夯击点布置时其所具有的密度过大,相邻夯击点则会由于自身的加固效应而在较浅的位置形成硬壳层,以此对夯击能的实际传递产生影响。而如果目标土体为透水性较强、含水率低且土层厚度较薄的砂性土,在对夯击点进行布置时则可以将其适当缩小。中心布置方面,一般需要将夯点中心按照夯锤直径的3倍左右布置。
3.1.3单点一次连续夯击数
在实际施工中,需要做好连续夯击数的控制,如果该数值设定较大,则会使目标土体的表层土过于夯松,并不会增加湿陷性黄土夯实的有效深度。而如果夯击数过小,则会难以达到处理深度。对于单点连续夯击数来说,需要在实际夯击工作开展之前进行一定的试夯,并保证不同夯击点能够满足以下条件:第一,在夯击中,最后两击的平均夯沉量需要控制在50mm以内,而如果环境允许,也需要保证夯击量能够在100mm以内;第二,在施工中,要做好夯坑的控制,其附近地面不应当出现较大的隆起情况;第三,要做好深度的控制,避免夯坑深度过大对起锤操作产生影响,一般情况下,单点一次连续夯击数需要控制在6至10次。
3.1.4夯击编数
在施工中,需要根据地基土性质对实际编数进行确定,一般情况下,2至3遍则能够满足要求,最后再以低能满夯的方式对其处理1次。其夯击能一般为前几次夯击能的四分之一至五分之一。锤击数方面,一般则为3次左右,以此对之前几次夯击过程中出现松动情况的表土层进行加固。在这里我们需要认识到,单点夯击数以及夯击编数两者具有较强的相关性,对于透水性差、含水量高以及土体颗粒较细的土层来说,在每遍夯击时需要适当的减少夯击数、而可以增加遍数,以此获得更好的处理效果。
3.2强夯施工
3.2.1施工机具
机具方面,要以钢板作为夯锤的外壳,在对内部钢筋骨架进行焊接之后进行混凝土混凝土材料的浇灌,或者使用铸钢或者钢板形成组合式夯锤进行施工。对于圆形夯锤来说,其在施工中具有着定位简单、重合性好以及不易旋转等特征,所具有的施工效果较小,目前在强夯施工得到了较为广泛的应用。而在起重机械方面,履带式起重机是非常好的一个选择,具有着行走方便、重心低以及稳定性好的优点。如果目标工程的工程量较小,可以通过简单三脚架的搭设对其进行起吊。当直接通过钢丝绳的方式对夯锤进行悬吊时,起重能力需要为锤重的3倍以上;而如果以自动脱钩装置进行悬吊,其需要保证其起重能力为锤重的1.5倍以上。 3.2.2施工要点
在具体施工之前,首先要做好目标场地的平整,这是非常重要的一步,在使用推土机设备对场地进行两次预压后,在场地周围做好排水沟的设置。如果目标区域地下水位较高,则需要首先在其表面铺设厚度在0.5至2m间的砂石或者中粗砂垫层,通过该砂层的设置更好的对强夯过程中产生的孔隙水压进行消散,且能够避免设备在应用中出现下陷情况。在施工中,土体天然含水量需要低于塑限含水量的2%左右。如果目标土体含水量在10%以下,则需要对(下转192) (上接150)其适当的增湿,而当其含水量较高时,则需要通过晾干等措施的应用对其含水量进行降低。
3.3质量控制
在施工过程中,需要做好施工全程情况、数据的监测以及记录工作。这是确保施工质量的基础。主要内容有夯锤落距、锤重、夯坑位置以及放线情况等。同时,也需要做好对不同夯点的夯沉量以及次数检查,并做好相关的数据记录。这是做好施工检测的基础,在夯击施工完成之后,每隔8d左右,则需要对施工目标进行检查,并做好土样抽样,将其带回室内进行检查,看土体的压缩系数、沉陷系数以及干密度等是否能够满足施工要求。在强夯工作完成后,随着间歇时间的增加,土地的强度也会随之增加,对此,在对目标土体进行检测时,最好能够在强夯工作完成30d以后进行,并以静荷载试验方式的应用对承载力进行测定。
3.4做好控制的反馈工作
我们说质量控制工作做完后,并不等于说强夯技术在湿陷性黄土地基中的得到了充分的应用。后续的监督,反馈,分析,沟通,升华是十分必要的。通过反馈与分析可以找出工作的不足与差错,这是提高工作水平与质量的前提;通过必要的沟通与协调可以对上述工作的不足之处进行有效的补救;对上述问题的综合思考有利于强夯技术的提高与升华,最终促进建筑施工企业的整体能力的提高,所以做好质量反馈工作不能忽视。
4、结束语
可以说,湿陷性黄土地基是我们在建筑施工中经常遇到的土体类型。在上文中,我们对强夯法湿陷性黄土地基处理技术进行了一定的研究,在实际施工中能够充分联系实际,以便该技术的良好应用,更好的提升湿陷性黄土地基的处理效果,进而推动建筑业的健康持续发展。
参考文献
[1]陈永家.浅析湿陷性黄土地区管道工程的施工及维护[J].中国西部科技.2010(16):66-67.
[2]曾九令,云燕,李富强,宋庆杰.浅谈湿陷性黄土冲沟油气管道穿越施工措施[J].中国高新技术企业.2010(36):102-104.
[3]左宏.强夯处理湿陷性黄土应注意的几个问题[J].中国西部科技.2010(23):99-101.
[4]蒋嵚,刘树新,李标.定西油库分输库大厚度湿陷性黄土地基处理[J].油气田地面工程.2009(06):33-35.
【关键词】强夯法、湿陷性;处理;
1、引言
所谓湿陷性黄土是指在一定外力和自重力的作用下,因受到水的浸泡后,土体结构会迅速受到破坏,并且产生明显附加下沉的黄土,湿陷性黄土属于特殊土。一些杂填土也有一定的湿陷性。湿陷性黄土广泛分布于我国西北、华中和华东等部分地区。在湿陷性黄土地区进行工程设计、建设时,必须考虑因地基湿陷而引起附加沉降对工程使用可能造成的危害,因此应根据基础埋深、湿陷性黄土的厚度、有无地下水、地基土含水率等选择合适的地基处理方法。为了避免湿陷性黄土地基沉降对建筑物使用安全造成影响,我们在施工时就必须对湿陷性黄土地基进行处理。其处理方法有一般以下几种:灰土垫层或灰土桩、夯实法、强夯法、预浸水法、桩基础等,在以上几种地基处理方法中,强夯法以其施工简便并且成本低、施工工期短等优点,所以在我国湿陷性黄土居多地区得到广泛适用。并且也得到了专家及学者的认可。
2、强夯技术发展
强夯技术是从上世纪60年代从法国兴起的一种技术,在具体应用中,其通过重量在8至30t的重锤、采取8至20m的落距对地基土进行不断的夯实,通过在夯实过程中产生的强大动应力、冲击力,使地基土不断的挤压使其密实。以此在对湿陷性地基土进行加固,同时保证其强度能够满足施工要求。从上世纪70年代开始,我国也逐渐对该技术进行了应用,并获得了较好的应用效果,而随着在我国多年的应用与发展,强夯法也由其所具有的施工效果好、施工成本低、施工周期短以及适应范围广等特点,成为了我国现今对湿陷性黄土地基进行处理的一项重要技术。
3、强夯技术在湿陷性黄土地基中的应用
3.1强夯设计
3.1.1有效加固深度
所谓有效加固深度,就是在对地基土体进行强夯加固后,压缩模量增大、强度提升,加固效果较为明显的土体范围。在湿陷性黄土区域,强夯有效加固深度则是指土体强度提升的有效深度以及原有地基湿陷性土体的消失深度。该深度同强夯技术以及设备所具有的单点夯击能有关。其基本公式为:
在上式中,w为锤重,h为落距,H为加固深度,α为同地基厚度、夯击工艺、地下水位以及土体厚度都具有关联,对于湿陷性黄土地基来说,在对各方面因素衡量的情况下,该值一般会控制在0.35至0.5之间。根据该公式,当有效加固深度在6m左右时,单点夯击能则会在2000至3000kN·m以内。
3.1.2夯击点布置间距
在强夯技术应用过程中,由于基础应力所具有的扩散作用,强夯技术实际处理的范围应当保证同建筑物基础范围相比要大,一般情况下,每边超出基础外缘的宽度应当为设计深度的二分之一至三分之二之间,并保证宽度能够在3m以上。夯击点布置方面,一般情况下可以按照正方形或者等边三角形的方式布置。
点距方面,同土层厚度、土质条件以及布置情况等因素具有关联。对于土质较差、含水率高、土层厚度较大、透水性较差的土体来说,在对夯击点进行布置时需要尽可能的增大间距。因为在该种情况下,如果我们在夯击点布置时其所具有的密度过大,相邻夯击点则会由于自身的加固效应而在较浅的位置形成硬壳层,以此对夯击能的实际传递产生影响。而如果目标土体为透水性较强、含水率低且土层厚度较薄的砂性土,在对夯击点进行布置时则可以将其适当缩小。中心布置方面,一般需要将夯点中心按照夯锤直径的3倍左右布置。
3.1.3单点一次连续夯击数
在实际施工中,需要做好连续夯击数的控制,如果该数值设定较大,则会使目标土体的表层土过于夯松,并不会增加湿陷性黄土夯实的有效深度。而如果夯击数过小,则会难以达到处理深度。对于单点连续夯击数来说,需要在实际夯击工作开展之前进行一定的试夯,并保证不同夯击点能够满足以下条件:第一,在夯击中,最后两击的平均夯沉量需要控制在50mm以内,而如果环境允许,也需要保证夯击量能够在100mm以内;第二,在施工中,要做好夯坑的控制,其附近地面不应当出现较大的隆起情况;第三,要做好深度的控制,避免夯坑深度过大对起锤操作产生影响,一般情况下,单点一次连续夯击数需要控制在6至10次。
3.1.4夯击编数
在施工中,需要根据地基土性质对实际编数进行确定,一般情况下,2至3遍则能够满足要求,最后再以低能满夯的方式对其处理1次。其夯击能一般为前几次夯击能的四分之一至五分之一。锤击数方面,一般则为3次左右,以此对之前几次夯击过程中出现松动情况的表土层进行加固。在这里我们需要认识到,单点夯击数以及夯击编数两者具有较强的相关性,对于透水性差、含水量高以及土体颗粒较细的土层来说,在每遍夯击时需要适当的减少夯击数、而可以增加遍数,以此获得更好的处理效果。
3.2强夯施工
3.2.1施工机具
机具方面,要以钢板作为夯锤的外壳,在对内部钢筋骨架进行焊接之后进行混凝土混凝土材料的浇灌,或者使用铸钢或者钢板形成组合式夯锤进行施工。对于圆形夯锤来说,其在施工中具有着定位简单、重合性好以及不易旋转等特征,所具有的施工效果较小,目前在强夯施工得到了较为广泛的应用。而在起重机械方面,履带式起重机是非常好的一个选择,具有着行走方便、重心低以及稳定性好的优点。如果目标工程的工程量较小,可以通过简单三脚架的搭设对其进行起吊。当直接通过钢丝绳的方式对夯锤进行悬吊时,起重能力需要为锤重的3倍以上;而如果以自动脱钩装置进行悬吊,其需要保证其起重能力为锤重的1.5倍以上。 3.2.2施工要点
在具体施工之前,首先要做好目标场地的平整,这是非常重要的一步,在使用推土机设备对场地进行两次预压后,在场地周围做好排水沟的设置。如果目标区域地下水位较高,则需要首先在其表面铺设厚度在0.5至2m间的砂石或者中粗砂垫层,通过该砂层的设置更好的对强夯过程中产生的孔隙水压进行消散,且能够避免设备在应用中出现下陷情况。在施工中,土体天然含水量需要低于塑限含水量的2%左右。如果目标土体含水量在10%以下,则需要对(下转192) (上接150)其适当的增湿,而当其含水量较高时,则需要通过晾干等措施的应用对其含水量进行降低。
3.3质量控制
在施工过程中,需要做好施工全程情况、数据的监测以及记录工作。这是确保施工质量的基础。主要内容有夯锤落距、锤重、夯坑位置以及放线情况等。同时,也需要做好对不同夯点的夯沉量以及次数检查,并做好相关的数据记录。这是做好施工检测的基础,在夯击施工完成之后,每隔8d左右,则需要对施工目标进行检查,并做好土样抽样,将其带回室内进行检查,看土体的压缩系数、沉陷系数以及干密度等是否能够满足施工要求。在强夯工作完成后,随着间歇时间的增加,土地的强度也会随之增加,对此,在对目标土体进行检测时,最好能够在强夯工作完成30d以后进行,并以静荷载试验方式的应用对承载力进行测定。
3.4做好控制的反馈工作
我们说质量控制工作做完后,并不等于说强夯技术在湿陷性黄土地基中的得到了充分的应用。后续的监督,反馈,分析,沟通,升华是十分必要的。通过反馈与分析可以找出工作的不足与差错,这是提高工作水平与质量的前提;通过必要的沟通与协调可以对上述工作的不足之处进行有效的补救;对上述问题的综合思考有利于强夯技术的提高与升华,最终促进建筑施工企业的整体能力的提高,所以做好质量反馈工作不能忽视。
4、结束语
可以说,湿陷性黄土地基是我们在建筑施工中经常遇到的土体类型。在上文中,我们对强夯法湿陷性黄土地基处理技术进行了一定的研究,在实际施工中能够充分联系实际,以便该技术的良好应用,更好的提升湿陷性黄土地基的处理效果,进而推动建筑业的健康持续发展。
参考文献
[1]陈永家.浅析湿陷性黄土地区管道工程的施工及维护[J].中国西部科技.2010(16):66-67.
[2]曾九令,云燕,李富强,宋庆杰.浅谈湿陷性黄土冲沟油气管道穿越施工措施[J].中国高新技术企业.2010(36):102-104.
[3]左宏.强夯处理湿陷性黄土应注意的几个问题[J].中国西部科技.2010(23):99-101.
[4]蒋嵚,刘树新,李标.定西油库分输库大厚度湿陷性黄土地基处理[J].油气田地面工程.2009(06):33-35.