地基强夯加固施工方案

2022-10-31

一项工作不能盲目的开展，在开展前必须要进行详细的准备，这就是方案存在的意义，那么要如何书写方案，才能达到预期的效果呢？以下是小编整理的关于《地基强夯加固施工方案》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

第一篇：地基强夯加固施工方案

地基基础强夯施工方案

宁夏弘德包装材料有限公司强夯施工方案

的意见

致湖南中烟技改工程部陈泽智工程师：

关于宁夏弘德包装材料有限公司烟草包装印刷工程地基强夯工程施工方案的意见。鉴于初步提出“通过先公开招标后，由中标单位进行先试夯，再通过检测合格后进行强夯的施工方案”和 “通过先竞标后，由试夯中标单位进行试夯，待检测合格后再对强夯单位公开招标施工”的两种方案，通过对以上两种方案进行对比和探讨，经我方对市场考察、结果如下：

①、若只针对于试夯发布招标通知，按照设计院提出的不少于500㎡，根据当地市场试夯单价44元/㎡来核算，工程造价为22000元，造价过低没有施单位进行施工。若根据咨询试夯单位完成500㎡的试夯需要20万元(其中含有试夯单价，设备运输费，管理费等)这样工程造价太高，若试夯不成功给我方会造成的一定的经济损失;②、对于试夯和强夯分开招标，试夯施工单位认为试夯成功，正式强夯进行招投标时未必能中标。期间未免会出现施工单位对我方进行投诉(认为我方虚假招标);施工单位不进行投标(试夯费用过低);试夯单位不会将试夯数据告知新的强夯施工单位，新的中标单位在强夯前还得进行试夯，造成重复性的工作;同时也会造成试夯单位施工质量的优劣的等问题。

经公司内部讨论决定委托工程咨询公司为宁夏弘德包装材料有限公司地基强夯施工作工程招标标底并在网上发布招标公告，中标单位与我方签订基础强夯施工合同后进行施工。具体内容如下：

①、标底包括三部分，分别是场地平整，试夯和强夯。试夯工程

造价控制在十万元以内;

②、具体施工方案由施工单位编制施工组织设计递交我方审批，审批通过后方可进行施工;

③、施工单位必须在正式强夯前进行试夯，试夯面积拟定不少于500㎡，具体施工数据必须遵循设计院给出的数据为标准;试夯结束后我方请第三方进行实验检测，如果试夯试验检测结果符合设计标准可进行正式强夯施工，如果不满足标准则终止强夯，由我方支付施工单位机械进出场费及试夯施工费;

通过两种方案的对比，先竞标后，由试夯中标单位进行试夯，待检测合格后再对强夯单位公开招标施工的方案具有一定的风险和不便，而先公开招标后，由中标单位进行先试夯，再通过检测合格后进行强夯的施工方案具有一定的可行性，且符合国家烟草专卖局两项规定关于竞争性谈判的要求，并且对整个工程的施工计划也没有较大影响，对我方和施工单位的风险也较小，如果试夯不能满足要求最后还得由设计院提出新的施工方案。

宁夏弘德包装材料有限公司

二○一二年三月五日

第二篇：1-强夯法处理地基工程施工工法

强夯法处理地基工程施工工法 (YJGF-06-91) 山西省机械施工公司

强夯法又称动力固结法，是法国梅那尔公司于60年代后期创造的一种地基加固方法。它是在重锤夯实基础上发展起来的动力加固地基的新方法。70年代后期传入我国，经过近20年在全国各地的推广应用，证明其加固效果十分显著。

山西省机械施工公司从80年代开始在山西化肥厂等工程中应用，随后又推广到长春、大连、重庆、武汉、上海、河南、深圳等地，强夯能级从1000kN·m发展到8000kN·m，处理过湿陷性黄土、杂填土、饱和粘性土等各类地基土数百万平方米，均取得了良好的处理效果和经济效益，获得了山西省科技进步一等奖，为我国应用强夯法加固工程地基做出了贡献。

强夯法以其质量可靠，造价低，进度快，节约三材，经济效益显著等特点，已广泛应用于工业与民用建筑、公路与铁路路基、机场道路及码头仓库等工程的地基加固，成为国内处理地基的一种较好的实用方法。

一、工艺原理

强夯法是应用功能转换的原理达到加固地基的目的。具体地说，它是利用起重设备将几十吨(一般8—40t)重锤，从几十米(一般6—40m)高处自由落下，给土以强烈的冲击和振动。地基土在强大的冲击能的作用下，土体强制压缩或振密;土体局部液化，夯点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水逸出，经时效压密，使土体重新固结，从而提高了土的承载力，降低其压缩性。

应用强夯法加固地基虽已经历了几十年，实践证明是一种较好的地基处理方法，但是还没有一套成熟的理论和完整的设计计算方法。根据国内外近十年来的研究成果，土的强夯作用机理一般可归结为：

非饱和类土：以直观的加密使土体强度增加为主，如黄土和一般的粘性土，最典型的是湿陷性黄土，通过夯击使土颗粒重新排列成致密结构体，消除其湿陷性。

粉土和粉细砂类土：夯击作用使土体加密和预液化，从而提高地基土的承载力和抗液化能力。

饱和土：强夯使空隙水压力瞬时升高，随着水压力的消散，土中自由水和部分弱结合水排出，土体变得紧密，随着时间的延续，触变后的土体结构得以恢复，使地基土得到加固，对于饱和淤泥质土和粘性土，可通过加填料(石块、钢渣等)夯击，增加土体骨架和排水通道，这一措施无疑扩展了强夯处理地基土的适用范围。

二、适用范围

目前，国内外处理地基的手段很多，其中强夯的适用范围最广，适用的土质有：各种高填土，如素填土、杂填土(建筑垃圾、工业废料)、粘土、黄土、湿陷性黄土等;饱和砂土、粉土等可液化土，淤泥质土，饱和粘性土等。对于后一类土在正式强夯前须先做试验，证明确有实效时也可采用。

采用强夯处理地基，需要考虑其振动对附近建筑物的影响，必要时应采取隔振、防振措施，以及城市对噪音的控制问题。

三、工艺和参数

根据工程地质勘察报告与建筑物的设计要求，施工前应对地基加固方案进行初步设计，包括加固的工艺与主要的技术参数，并进行试夯，检验与修正技术参数，方可正式施工。

(一)工艺

强夯法夯击过程为先对有一定间距的单点(主夯点)进行夯击，后对整个场地挨点满夯。 (二)参数

1.强夯加固地基的有效(影响)深度 (缺公式)

HDMHM——锤重(t);

h——落距(锤底至起夯面距离) (m)。 2.强夯能级(指单点夯击) E=W·h (kN·m) W——锤重(kN); h——落距(m)。 3.单点锤击数

对单个夯点，一次连续夯击次数。 击数控制标准如下：

(1)夯坑标高控制：打到要求标高或夯坑达到某一深度，以至不好继续操作(粘锤、埋锤)，此击数时形成的标高。

(2)贯入度控制：夯到最后一击，或最后三击的平均贯入度，小于或等于一定数值时的击数。 a.较硬土、湿陷性黄土、砂性土3—5cm。 b.软弱土5—10cm。

c.对于饱和软粘土，淤泥质土以及大能级强夯而相应的锤底面积小的情况下，贯入度达20—30cm。 (3)地面发生较大隆起(一般不超过30cm)或夯坑内出现溢水等情况时，需停止夯击。 4.满夯的锤击数

对每个夯点连续夯击数一般为3—5击。 5.夯击遍数

以一定的连续击数，对整个场地的一批点，完成一个夯击过程叫一遍，单点的夯击遍数加满夯的夯击遍数，为整个场地的夯击遍数。

(1)单点的夯击遍数：

除坚硬土和粒料土外，一般都有孔隙水压力的消散和土体恢复问题。这两个因素是控制强夯遍数的主要因素，一般含水量大的遍数较多。对在夯击过程中有填料要求的饱和软土的遍数也较多。夯坑过深，需在坑内填满料，再在原点夯击，这种情况也增加了遍数。

(2)满夯的夯击遍数，一般为一至二遍。

四、强夯施工

(一)场地整平及标高要求

(1)为便于机械行走和施工，强夯场地整平应大于强夯布点范围，以夯点外边缘向外扩3—5m或以外排基础边扩8—10m，(图1)如在挖填方地带施夯，需考虑放坡。

图1 强夯场地整平及标高要求 (2)强夯场地的标高，以所夯建筑物的基础底标高，加预留夯沉深度来定(图1)。夯沉深度与地质情况，能级等有关。此值可参照已完工程暂定，经过试夯确定。

(二)夯点布置

按建筑面积均匀布点时，以最外围基础中心线或外边线算起，增加一排夯点。 按基础位置相应布点时，同上或按基础持力层厚度一半扩出。

布点形式和间距依地质情况、能级和夯锤面积等定。为更好的达到设计要求，多数情况需试夯确定。

(1)单点间距一般为1.5D—2.5D(D为锤底直径)，呈正方形、梅花形和等边三角形布置(图2)。 (2)满夯为挨点错位相切(图2)。

图2 夯点布置形式 (三)试夯

根据设计指标和地质报告，参照有效影响深度公式、结合实际经验，首先确定试夯能级，然后选择不同的锤底面积、布点间距、施工顺序、夯击遍数、单点夯击数等。夯后经过测试，得出满足设计要求的最佳数据，确定施工工艺和参数。有条件时，对含水量较大的地基土。为能提供各遍准确的间隔时间，最好做孔隙水压力消散试验。

试夯场地可选在本工程场地内或附近，有经验时也可在工程开始部分安排试夯。

(四)施工程序 施工程序如下：



五、施工机具

(1)起重设备：为强夯的主要机械，一般额定起重能力为夯锤重量的1.5—3倍，我国大都用履带式吊车改装。根据工程所采用的夯锤和起重高度来选用起重机的型号。可单机作业，也可主、副机(移锤)联合作业。

(2)门架：由横梁和二个支腿组成，支腿的结构形式有格构式或管式。门架上部横梁中心绞接于吊杆顶部。 (3)脱钩装置：由带拉杆的吊钩和滑轮组成，配上牵引钢丝绳，当夯锤起到规定高度时能自动脱钩落锤。

(4)夯锤：夯锤的选择系根据土质条件、设计要求和强夯能级决定。夯锤重一般为80—400kN。设数个上下贯通的通气孔。夯锤的材质为铸钢、铸铁或钢壳包混凝土几种。其锤底形状多为圆形，锤底面又有平

2底、锅底、球形等，地面投影面积一般为4—8m。

(5)推土机：是强夯必不可少的辅助机械，作为场地整平压实之用。

六、劳动组织

(1)起重工：1000—2000kN·m配4人; 3000—4000kN·m配5—6人; 5000kN·m以上配6—7人; 填料工若干人(指需填料强夯)。 (2)起重机车司机： 2人。 (3)推土机司机： 1—2人。 (4)机修工： 3人。 (5)测量工： 1—2人。

(6)其它管理人员和工人依工程情况可作必要的调整。

七、质量保证措施

(一)强夯中需要测定的数据

(1)夯前的场地标高，各遍夯后整平标高。

(2)各遍夯点最后三击的夯沉量，计算出夯坑的总下沉深度，各遍在整个夯区内均匀的选一定数量的点测每一击的下沉量，作为与试夯比较和检测参考、满夯只在开始时，以贯入度控制，得出锤击数，以后以此数为准施打，不再作测量。

(3)强夯中若发现地面变化较大时，需作隆降观测。

(4)强夯形成的夯抗直径，主要在试夯时测定，作为计算土体压缩及填料量的参考。 (5)对有填料要求的强夯，需记录各夯坑的填料数量。 (二)施工要求

(1)施工前必须用仪器，准确放出夯点中心位置，并划出圆圈，施夯时对点要准。 (2)必须按规定的起锤高度、锤击数和控制指标施工，不得随意改变。 (3)施工中如发现偏锤，应重新对点。

(4)施工中如发现歪锤时，需用填料(或土)将坑底垫平，才能继续施夯。 (5)如遇夯锤的通气孔堵塞，应立即开通。

(6)表层土过干(尤其是满夯)应采取增加含水量的措施。

(7)雨期施工，要防止雨水浸泡现场，夯坑内有积水应及时排出后方可施工。

(8)强夯中的满夯是重要的一环，必须精心施工，否则表层质量不好，将造成建筑物沉降过大和发生不均匀沉降。冬期施工时，不宜进行满夯。

八、交工验收

施工完毕，建设单位以施工现场交工资料和检测试验报告进行验收。 交工资料包括：竣工图、施工记录、各种观测数据、各阶段标高数值。

九、安全措施

(1)由于强夯机组高大，稳定性较差，因此对施工场地要求较严，不得软硬不匀，不得有虚填坑洞和浅层墓坑。

(2)强夯时有土块石子等飞出，现场人员必须戴安全帽。吊车上应安装防护网，非施工人员不得进入现场。

(3)应随时注意检查机具的工作状态，经常维修和保养，发现不安全之处应及时处理。

(4)在强夯施工区附近有建筑物时，应经常观察振动的影响，对较近的建筑物应挖防震沟，其深度应超过该建筑物的基础深度。

(5)强夯机械使用交流电源时，应特别注意各用电设施的接地防护装置，施工现场附近有高压线路通过时，必须根据机具的高度、线路的电压，详细测定其安全距离，防止高压放电，发生触电事故。

十、加固效果检验

(1)强夯法处理地基后，由检测得出夯后地基土的各项物理力学指标。其指标主要是地基土的承载力，对饱和粘土还要提出压缩模量。对湿陷性黄土，要测出消除湿陷的深度，对于液化地基土应测出消除液化的深度。 (2)检测点布置在夯点上和夯间：强夯过的场地较均匀，可取少量点检测。为检测结果更可靠，在夯打过程中发现的较软弱区域可多布点。

(3)夯后开始检测的时间，根据土质情况决定。砂质土可在竣工后一周左右或立即检测。含水量在塑限左右的粘性土，可在2—4周或稍长一些时间检测，饱和粘土要视孔隙水消散时间而定，淤泥质土要视孔隙水消散时间及土体恢复而定。后两种土开始检测时间一般较长。

(4)强夯测试手段有静载荷试验、动力触探、标准贯入、静力触探、旁压、土工试验等。可选一种或数种方法检测。

含水量低的地基土、饱和砂类土、可选标贯。湿陷性黄土用静探与探井取样做土工试验两手段结合。夯后场地一般不做载荷浸水试验。饱和粘土、淤泥质土应以标贯为主，配合静探分析(单独使用静探则结果偏低)、碎石类土用重(2)测试。对各类地基土均可用静载荷试验，但费用高，一般场地不宜采用。

十一、经济效果分析

对各种不同类型地基的地质条件，强夯所产生的效果不同，但总的特点是节约三材，缩短工期，效果明显，造价低。强夯比碎石桩、混凝土灌注桩、预制桩、换土、灰土桩、砂桩等可节约投资30%左右。由于施工进度快、早日投产所产生的社会经济效益就更大了。

下面列举三个工程的经济效果：

(1)河南孟县电厂处理湿陷性黄土，原设计为挤密碎石桩，需费用55万元。改为3000KN·m强夯后费用仅用35.4万元，降低造价约1/4。工期提前两个多月，按一个月计算，发电带来的直接效益约60万元。

(2)吉林长山热电厂第五期扩建工程主厂房湿陷性场地，原计划采用预制桩费用112万元，采用强夯后为34万元。桩基为强夯费用的3.29倍。强夯总工期54天，比桩基预计工期缩短1/3。

2(3)神头第二发电厂6000m冷却塔地基强夯试验及工程夯，此冷却塔为国内目前底面积最大，高度最高的水土结构，塔身高125m，上部结构对地基土的承载力、变形和浸水后的湿陷量均有很高要求，采用3000KN·m强夯处理，与桩基相比节约投资50%。

十二、工程实例(表1) 表1 工程实例

执笔程淑蒂、王雪官

第三篇：塑料排水板强夯地基处理的施工质量控制分析论文

1 工程概况

本工程为上海宝钢滩涂区域配套新建雨排水泵站工程地基处理工程。地基处理范围为上海宝钢滩涂区域配套新建雨排水泵站周边的道路及雨水泵站西面的雨排水管及雨水井。采用的地基处理方法为: 塑料排水板+ 强夯处理。

2 地质条件

新建雨水泵站临近长江堤坝，拟建场地属于长江河漫滩地貌，场地现已吹填6m 左右厚的粉砂土层和回填了70cm 厚的粘土层，时间约二年半。地质情况: 基底的③、④层淤泥质土均为流塑状软淤泥质粘性土层，场地普遍分布。根据临近场地下卧软土层厚度和埋深情况分析，拟建场地下卧软土层厚度一般达到约20m 左右。具有高含水量、高灵敏度、大孔隙比、高压缩性、低强度特性，并具有触变和蠕动不良特性，大面积回填时沉降大，施工开挖易造成边坡失稳及地基失稳。

3 施工方案

3. 1 塑料排水板+ 强夯的施工步骤

第一步: 施工放线、场地表面清理并整平( 同步进行工前现场测试) ; 第二步: 构建临时排水系统( 同时埋设位移测量系统: 沉降板、水平位移监测桩位等，并进行初始观测读数、记录等，此后按使用要求进行连续监测) ; 第三步: 埋设孔隙水压力传感器，进行位移和沉降观测; 第四步: 插塑料排水板; 第五步: 平土至设计标高5. 60m; 第六步: 一遍点夯，并进行各种监测; 第七步: 普夯( 锤印搭界1 /4) ，并进行各种检测;第八步: 推平碾压; 第九步: 质量检验。

3. 2 塑料排水板施工

3. 2. 1 塑料排水板实施概况

塑料排水板正方形布置，塑板长度24m，间距为1. 2m。塑料排水板选用板带型，芯体周围包有过滤层，并带有刻度和电子测深装置以便施工现场控制插板的长度，工程塑料排水板采用可测深塑料排水板，塑料排水板在现场随机抽样送往实验室进行性能指标测试，本工程数量为93098 米。

3. 2. 2 塑料排水板施工流程

根据打设板位标记进行打设机定位→安装管靴→沉设套管→开机打设至设计标高→提升套管→剪断塑料排水板→检查并记录板位等打设情况→移动打设机至下一板位。考虑到门架式插板机设备较大，变向不灵活，所以插板机应尽量采用长距离直线施工，减少变向次数。

3. 2. 3 施工机械选择及配备

根据施工场地地质条件以及塑料排水板深度，每台插板机的天的工作能力本工程，选用2 台DJL30 - 25A 型号插板机进行塑料排水板施工。

3. 2. 4 塑料排水板施工工艺

( 1) 采用全站仪定出塑料排水板中线和边线桩，用测绳按设计图要求定出每根塑料排水板的位置，并用石灰或竹偏桩进行标识。( 2) 根据垫层厚度和打插深度要求确定管长并在插管上由插管下端起与垫层厚度和打插深度两者总厚度相等长度的位置作标记，控制打插深度与要求一样。( 3) 从上至下将排水板条放进插管内至插管下出口处露20cm左右为止。将底下露出部分的板头环起回插进插管插口内( 5cm ～l0cm) ，插上桩尖，从上面拉紧排水板使桩尖完全密封贴紧插口。( 4) 将插板机准确定位，调整插管竖直，下插至设计深度。提升插管( 使桩尖带着排水板一起离开插管的插口，排水板固定留在软土地基内〉，直至插口离开地面50cm 左右为止。在离地面30cm 处将排水板割断。( 5)沿轨道移动插板机( 移动距离与排水板打设间距相同为1. 2m〉。连续重复，直至完成塑料排水板的打插工作。( 6) 作好施工现场的记录，做到打设一根，记录一根，检查一根，充分反映现场的实际情况。

3. 2. 5 塑料排水板施工技术要求及注意事项

( 1) 打设塑料排水板采用套管打设法，使用套靴; 套管的断面形状、尺寸与管靴的材料、型式等应满足打设垂直度、深度等对套管强度及刚度的要求，并减少对地基产生扰动。( 2) 下沉套管时，套管垂直度不应超过± 1. 5%。( 3) 打设时回带长度不得超过500mm，且回带的根数不宜超过总打设根数的5%，如回带长度超过500mm 时，应在插点附近补插，回带量应小于5%。( 4) 打设塑料排水板的平面间距偏差不得大于50mm，垂直度偏差不得大于1. 5%，拔管后露出地面的塑料排水板长度为300mm，填土施工之前应将其弯折埋于砂中，如果发现与统计的平均插设深度相差大于1. 5m，在附近补插，如果补插两次均相差大于1. 5m，则按实际情况插设。( 5) 在施打塑料排水板过程中严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜等现象。若出现此种情况，应在插点附近补插。( 6) 为保证施工质量，塑料排水板应做深度检验，要求电子测深率达到85%以上，并与刻度对照，检验排水板的实际施工深度。

3. 3 强夯施工

3. 3. 1 试夯测试

在正式强夯施工前，根据图纸及《强夯地基技术规程》，选择地质条件具有代表性的场地进行试夯，在施工区域内选择1 ～ 2 点作点夯试验，以确定相应的施工参数。试夯过程中测定地面隆起量和沉降量。

3. 3. 2 强夯设备的要求

( 1) 夯锤材料: 根据本工程施工的实际情况及设计技术要求，锤底静压力20 ～ 30KPa，使用的夯锤为圆台形的铸钢夯锤，每个锤有4 个φ30cm 的通气孔。( 2) 起重设备选型: 起重能力按照地基加固深度、锤重和落距三者确定。按照能级不同选用起重能力大于30t 的履带式起重机。( 3) 脱钩装置: 根据本工程的强夯机具设备，使用滑轮组起吊夯锤，利用自动脱钩装置使夯锤形成自由落体。

3. 3. 3 强夯施工参数

夯击能1000 - 2000KN·m，单点击数4 - 8 击，夯点正方形布置，第一遍夯点4 - 6m 间距，振动碾压2 遍以上，1遍普夯，普夯夯击能500 -1000KN·m。普夯夯点布置为搭界形，搭接d /4。强夯时应加强施工期排水，控制夯击、推平及碾压等工序间的间隙时间，根据超静孔隙水压力消散70% ～ 80%的时间确定。施工结束，按5 × 20m 方格网测量推平地面高程。

3. 3. 4 强夯施工方法

( 1) 首先平整施工场地，并测量标高，采用5 × 20m 方格网。( 2) 测量放线，同时用白灰标出夯点位置。( 3) 夯机就位，使夯锤对准夯点位置。( 4) 测量夯前锤顶高程。( 5) 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。( 6) 重复步骤( 5) ，按设计规定的夯击击数及控制标准，完成一个夯点夯击。( 7) 重复步骤( 3) ～ ( 6) ，完成全部夯点的施工。( 8) 由推土机推平夯坑，按5 × 20m 方格网测设场地标高。( 9) 进行下一道工序。

3. 3. 5 强夯施工主要技术要点

( 1) 停夯标准: 后一击的夯沉量小于前一击的0. 9 时; 每点最后两击平均夯沉量小于50mm。( 2) 强夯时要加强施工期排水，采取开挖排水明沟等措施，控制地下水位低于起夯面2m 以下。由于本工程施工区域离长江防汛墙较近，在施工前，在江堤附近设置隔振沟。隔振沟尺寸为底宽1m，深度3m。( 3) 施工过程中发现夯坑隆起过高( 大于50cm)时，应将隆起部分挖至起夯面，整平后继续施工。( 4) 施工前在施工图上对夯点进行编号，施工对号进行，防止漏夯。施工中要及时检查各项数据和施工记录，不符合设计要求时应采取补夯或采用( 下转第84 页)其它有效措施。( 5) 夯锤落距在施工前由各机组测量员、机长、监理工程师和业主代表共同施测，并做标识，质检员复测确认，施工过程中由测量员控制。夯击数由测量员控制，并具体负责签写《强夯施工记录》，《强夯施工记录》应如实填写锤重、落距、夯击数，每击的夯沉量及总夯沉量等，质检员检查并签字认可后，方可作为核算完成工程量的依据。

4 地基处理效果

地基处理工程总历时55 天，其中塑料排水板+ 强夯仅用了20 天时间，经复合地基承载力检测，上部土地基承载力特征值大幅度提高，完全达到了设计要求。

5 结论

塑料排水板+ 强夯地基处理具有工程造价小、施工简单并工期较短的优点。施工过程如果严格按照程序、规范施工，就能达到设计的地基承载力，通过此次的工作实践，认为只有施工中既要有完善的施工方案，又有完备的应急措施，加强预控，人员分工明确，各尽其职，严格每道工序，按规范、设计施工，才是工程质量的保障。

第四篇：某厂房地基基础加固处理方案的探讨

背景：

日期：2007-10-27 销售价格：免费论文论文属性：职称论文

注释：

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论文编号：lw200710271941126093 论文地区：

编辑：论文字数：4430 论文语种：中文

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关键词：职称论文

摘要：结合工程实例,对厂房地基基础加固的前后两种处理方案,即压力灌浆加固和静力压桩加固法进行了分析比较,对如何选择最合适的处理方案作了有益的探讨。

关键词：基础加固压力灌浆

改革开放以来,建筑业迅速发展,建筑工程质量逐年提高,但工程质量事故还时有发生,造成了许多不应有的损失。这是由于各地区的工程地质条件不同,土层分布、土的物理力学性质不同,既使同一建筑场地,往往土质也不均匀,在进行工程勘察、工程设计与施工中,如果对地基条件掌握不全,处理不当,就可能导致事故的发生,这些都会给国家和人民造成不应有的损失。因此,准确分析事故,合理地处理事故,是当前建筑业亟待解决的一个大问题。目前对已建建筑物的加固处理的方法有许多种,但常用的有以下两种:

(1) 灌浆加固:用钻机在基础上成孔至要加固的土层,然后用高压灌浆设备将配制好的水泥化学浆液灌入地层,通过劈裂、挤压作用,使土层与浆液产生物理化学反应而胶结,从而达到改善土体结构和性能的目的,提高土体的强度。(2)静力压桩加固:利用建筑物的承重柱重力作为反力,通过一套液(油)压设备,把预制桩分节压入土中,上下节桩接驳用预埋角铁焊接。压桩由液压控制,当压力达设计荷载并基本满足计划桩长要求时则终桩,终桩时的单桩承载力可直接从压桩设备的仪表中反映出来。终桩后将压入桩的桩头钢筋与原基础钢筋焊接,并浇注砼承台与基础连为一体,从而将上部结构的荷载通过桩直接传递到坚硬土层。

(2) 毫无疑问,已建建筑物出现不均匀沉降,无论是采取灌浆加固还是静力压桩加固,都会给工程造成一定的损失,此时应考虑的是如何将损失降到最低限度。

1 工程实例1.1 工程概况鹤山市某厂房为一幢高四层,框架结构的建筑物,长55.0m,宽15.0m,占地面积825m2,原设计采用人工挖孔桩基础,由于场地工程地质情况复杂,厂房中段和东段分别分布有一层厚为3～6m和7～9m的流塑状淤泥,使建筑区内部分地段挖孔桩方案无法实施,而改用条形基础下的砂垫层方案(垫层厚度1.00m),而西段淤泥层较薄(厚1～2m),却浇注了16条桩柱,于是同一建筑物采用了两种在受力和变形方面完全不同的基础型式。厂房于1992年10月建成,使用期间发现不均匀沉降,导致厂房结构出现严重拉裂和剪切破坏,危及安全使用。1.2 场地工程地质概况经对厂房场地进行工程地质勘察,其地层结构在揭露深度

2 内由上至下依次为:(1)填土:浅黄色,土质松软,层厚0.79～2.00m。(2)粉质粘土:灰～灰黄色,上部0.40～0.60m为耕土,软塑,N=2击,fk=80～90kPa。(3)淤泥(泥炭土):黑褐色,局部夹粉土,流塑,N=1～2击,fk=40～60kPa,层厚0.00～7.87m,层面埋深1.00～3.75m。(4)花岗岩风化坡积土;土性为砂质粘性土,灰白、浅黄色,含中粗砾,可塑,N=5～13击,fk=100～230kPa,层厚1.70～7.30m,层面埋深2.10～9.07m。(5)花岗岩风化残积土;土性为砂质粘性土,浅黄褐色,含中粗砂,可塑～硬塑,N=13～24击,fk=230～320kPa,层厚2.90～9.00m,层面埋深4.00～12.26m。(6)强风化花岗岩:N>50击,层面埋深8.17～22.68m。

1.3 沉降原因分析

(1) 地质因素:据钻探揭露,厂房建造在一条山坡冲沟的边麓地段,地下水丰富,水位埋深约0.30m,淤泥(含腐木)等软土的分布极不均匀,层厚由西向东递增,这是造成厂房不均匀沉降的客观因素。

(2) 结构因素:同一栋厂房,采用了两种不同的基础型式,地质条件较好的西段,采用人工挖孔桩基础,桩端支承在坚硬状的残积土层里,而地质条件极差的东段,则采用了条形基础下的砂垫层,垫层厚仅1.0m,未作压密处理。根据推算,采用桩基础的最终下沉量仅为1.4mm(设桩长10m,进入坚硬状土层),而采用条形基础下砂垫层处理的基础经推算仍有200mm的沉降量,条形基础的刚度起不到变形(沉降)调节作用,因此导致厂房的不均匀沉降,影响到厂房的安全使用,所以必须尽快处理。

2 加固方案为确保该厂房的安全使用,对该建筑物的处理宜把上部结构的加固和地基的处理结合起来进行。先处理地基,以控制地基的继续沉降,后加固上部结构。根据钻探和变形测量资料显示,对厂房地基的加固可采用压力灌浆补强和静力压桩等方法,但根据业主的要求以不影响生产为原则,同时受场地工程地质条件的影响,决定采用压力灌浆加固法。

压力灌浆加固本次加固目的旨在通过浆体的渗压改善软土地基的承载力和压缩(变形)模量,逐渐减少地基的沉降量,以满足厂房的使用要求。

2.1.1 机理以一定的液压,将水泥和化学浆通过双液管注入土中,并使之迅速凝固,同时对软土进行割裂、扩散挤压和充填,并伴随一定的物理化学作用,一方面促使浆体,在软土中形成脉状充填;另一方面又使软土产生压缩和脱水固结,从而达到加固的目的。

2.1.2 工艺流程制浆→成孔下管→液压注浆→割裂→挤压与充填→固结。

2.1.3 技术措施灌浆孔的布置:按每根柱位的四周布置4个孔,孔距1.5～1.9m不等,加固深度4.0～10.5m,深孔底部进入残积土层。注浆采用低压、慢灌、多量工艺,以便注入较多的浆体。重复注浆:在软土较厚的孔段,为增强注浆效果,往往在第一次注浆中,使之在一定浆压作用的范围内形成一道不规则的帷幕,再冲洗灌浆孔进行二次注浆,使浆液充分而有效的充填。先下后上或先上后下分层注浆:先下后上是成孔后浆液浆管下落至孔底,并由孔底开始注浆,而后一边注浆一边上拔灌浆管,使浆液从孔底开始扩散,以利于加固软土;先上后下是从基础底板深度开始注浆,而后逐渐向孔底延伸,先使砂垫层获得有效的加固。

2.1.4 施工效果分析灌浆前期的沉降情况:据了解,厂房于1992年10月建成,施工期间,施工单位自测最大沉降为80.00mm,交付使用后观测只是间断进行:1993年2月21日～6月1日,测得最大沉降为15.00mm,据此分析,该厂房在灌浆前期最大沉降量累计已达100.00mm。另据观测,伸缩缝的顶部(天面)间距已明显拉开,部分柱位的梁、板、墙均已出现裂缝。灌浆施工期的沉降:据观测(共44d),24号柱基沉降40.08mm,25号柱基34.77mm,26号柱基30.53mm。此间,由于灌浆施工导致地基应力释放,沉降有所加大。灌浆后期的沉降:据观测(历时14个月),其中24号柱基沉降28.93mm(日平均2.07mm),25号柱基39.22mm(月平均2.80mm),26号柱基45.64mm(月平均3.26mm),上述数据说明:经化学灌浆处理后,柱基的沉降得到了缓解,但基础的后期下沉仍未得到最终稳定,为确保厂房的安全使用,必须进一步采取切实有效的措施进行加固处理。

2.2 静力压桩加固法基于以上原因分析,这次采取的加固方案必须行之有效、一步到位、不得返工,最终选择“静力桩托换”进行加固。

2.2.1 机理通过一套油压设备,将预制桩分节(每节2.0～3.0m本论文由无忧论文网整理提供

)压入土中,节与节用预埋角铁焊接,预制桩为250mm×250mm的方桩,预估桩长15m,压桩由液压控制,压桩荷载控制在45～55MPa之间,当桩压至预定深度并达到设计贯入度之压力时,其沉降控制标准为压桩荷载保持50MPa,每隔5min冲击一次,共冲击三次,下沉量≤3mm,并需稳定1h,做好记录,最终允许下沉量≤1mm。桩压完后将桩与原基础承台连接起来,将上部结构的荷载通过桩基传递到坚硬状残积土中。

2.2.2 设计技术参数最大压力1000kN,单桩承载力550～900kN,预制方桩尺寸250mm×250mm,混凝土强度C30,压桩速度2cm/s,压桩桩位和受力轴线允许偏位100mm,接桩处桩轴线倾斜度<1%。

2.2.3 施工工序在设计桩位处开挖压桩基坑,利用安装在柱上的反力钢夹提供反力用压桩机压桩,待每个承台的静压桩都压完后,将预制桩与原承台连结成一体,由预制桩承担结构荷载。施工过程中用水准仪进行跟踪施工观测,控制柱的升降量为±1mm。在施工过程中发现场地的地下水较丰富,要用抽水泵进行抽水才能进行地下作业,但在抽水过程中,经水准仪监测,发现柱的沉降速率加快(0.50mm/h),立即停止抽水。后经研究,要求抽水前须对该柱进行卸荷处理,以免桩基础产生附加沉降,确保厂房安全。即将该柱的上部卸荷,通过卸荷装置传递到柱周(半径约3.0m)的土体上,共同分担上部荷载,待该柱处理完毕3d后,即混凝土基本凝固后拆除卸荷装置,经卸荷处理的柱,6～8d内,未发现明显沉降变化,说明卸荷处理效果显著。

2.2.4 施工效果监控加固效果的好坏,直接关系到厂房的安全动作,为检验加固效果,主要采取的措施是沉降观测,其成果也是本工程竣工验收的主要技术依据。本次加固处理对沉降值的质量指标定为:被加固的柱位其施工期间的沉降值在正常情况下累计≤10mm(指开工至施工结束),竣工后的沉降量应满足≤2mm/月,凡满足此质量指标者,均可判定为达到了加固效果。据施工后的观测资料显示,竣工后第一次(33d)的沉降观测,测得最大沉降量为-1.7mm,满足加固后沉降值<2mm/月的质量指标,达到了加固的预期效果,质量良好。

3 结论：目前较普遍的观点认为,压力灌浆加固法是一种投资相对较少,快速而又有效的方法;而静压桩加固法则被认为是投资大且工期长,但却很可靠的一种地基基础加固方法。但对于本工程的条形基础,由于其宽度有限,条基上承受上部荷载的作用,对土层产生附加应力,而条基外的土层仍为天然土层,不受外加荷载的作用,为小应力区。灌浆时,在高压的驱动下,浆液将沿应力薄弱区(带)进行劈裂扩散,因此,在本工程的条基下进行注浆,浆液将对条基下的土体改善作用受到限制,浆液将会跑漏到条基外的软弱土层中。加固后的地基,虽然获得部分改善,但其受力压缩层仍然是条基下的砂垫层和软土层,地基的沉降不能完全得到控制,变形仍会继续发展,效果不会很明显。而静力压桩加固法是将桩压至地基中的硬塑状态的砂质粘性土层中,上部结构的荷载通过桩直接转移到深部,由坚硬状态的土层承受,这样条基下的砂垫层和软土层地基处于释荷状态,而桩的受力和传力直接,压桩时单桩承载力值可直接从压桩机的仪表中反映,地基变形最终可以得到控制,故处理效果明显。因此,遇到实际问题时应该具体问题具体分析,在采取加固措施前应从技术可行、质量可靠、安全稳妥、经济合理四个方面作综合分析,选出最优方案,否则将会使问题越来越复杂,造成的损失也会越大。本论文由无忧论文网整理提供