強(qiáng)夯施工質(zhì)量控制與檢測(cè)

1、.強(qiáng)夯施工質(zhì)量控制與檢測(cè) 摘要：結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)遇到的各種軟弱土及鐵路、公路采用強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理的特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了強(qiáng)夯施工、施工過程質(zhì)量控制與檢測(cè)方法。 關(guān)鍵詞：強(qiáng)夯施工 質(zhì)量控制 檢測(cè)方法1.前言強(qiáng)夯法常用來加固碎石土、砂土、非飽和粘性土、雜填土地、濕陷性黃土等類地基基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于工民建、公路、鐵路路基、機(jī)場(chǎng)跑道、碼頭等地基處理工程。具有效果顯著、設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)易行和節(jié)省材料等優(yōu)點(diǎn)。它通過用巨錘(錘重一般為80250kN)從高處自由下落(落距一般為840m)對(duì)地基施加巨大的沖擊能及沖擊波，使土中出現(xiàn)很大的沖擊應(yīng)力，由于土由固液氣三態(tài)組成，土體中產(chǎn)生瞬間變形，土層孔隙壓縮

2、，土體局部液化，在夯擊點(diǎn)周圍產(chǎn)生裂縫，形成良好的排水通道，土中的孔隙水和氣體逸出，使土粒重新排列，經(jīng)時(shí)效壓密達(dá)到固結(jié)，從而提高地基承載力，降低其壓縮性。強(qiáng)夯法還能改善砂類土抵抗振動(dòng)液化的能力，消除濕陷性黃土的濕陷性，是一種經(jīng)濟(jì)和有效的地基加固方法。2. 強(qiáng)夯施工2.1施工準(zhǔn)備施工前，應(yīng)調(diào)查強(qiáng)夯范圍內(nèi)地表附著物與地質(zhì)情況、地下構(gòu)造物和各種地下管線的位置及標(biāo)高等，對(duì)影響施工的各種不利因素，采取切實(shí)可行的措施消除各種隱患。當(dāng)強(qiáng)夯施工所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)鄰近建筑物及建筑物內(nèi)人員或設(shè)備可能產(chǎn)生有害的影響時(shí)，應(yīng)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采取挖減振溝等隔振或防振措施。并做好現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)防護(hù)與排水。2.2編制施工組織設(shè)計(jì)施工前應(yīng)編制

3、施工組織設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括施工方法與施工工藝、機(jī)具選擇、人員組織以及施工總平面布置、計(jì)劃進(jìn)度、質(zhì)量與安全、環(huán)境與文物保護(hù)等。2.3強(qiáng)夯試驗(yàn)采用強(qiáng)夯法處理不良地基，應(yīng)先按照設(shè)計(jì)圖紙采用不同的夯擊能、夯擊次數(shù)首先進(jìn)行試驗(yàn)段施工。強(qiáng)夯處理前，一般都有勘察單位提供的勘察報(bào)告，里面有不同深度處原狀土的天然密度（干密度）、天然含水量、地基承載力、濕陷性系數(shù)等，若有條件可在現(xiàn)場(chǎng)不同深度處取原狀土測(cè)其天然密度（干密度）、天然含水量、地基承載力、濕陷性系數(shù)等，并做土的液塑限試驗(yàn)，或進(jìn)行夯前標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)及靜力觸探試驗(yàn)；以備在強(qiáng)夯處理完畢后質(zhì)量檢測(cè)時(shí)采用上述對(duì)應(yīng)的方法進(jìn)行對(duì)比。施工前要測(cè)量夯錘落距。通過檢測(cè)不同夯擊能、

4、夯擊次下不同深度土的干密度、地基承載力、含水量、濕陷系數(shù)、夯沉量，判定濕陷是否消除或消除濕陷深度及地基承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)控制最后兩擊夯沉量之和不大于15cm,之差不大于8cm。施工中應(yīng)詳細(xì)記錄總沉降量和高程。按不同夯擊能、夯擊次數(shù)處理地基后，分別在不同部位取土樣，完成固結(jié)試驗(yàn)和密實(shí)度及標(biāo)準(zhǔn)貫入等試驗(yàn)，同時(shí)完成不同深度處地基承載力試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷：達(dá)到要求地基承載力或處理深度時(shí)，合理的夯擊能所對(duì)應(yīng)的最佳夯擊數(shù)、夯沉量、干密度及承載力，并以最佳夯擊數(shù)所對(duì)應(yīng)的夯沉量、干密度及承載力作為施工控制指標(biāo)。試夯注意事項(xiàng)：（1）試夯時(shí)夯點(diǎn)的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求及地基的復(fù)雜程度、土質(zhì)的均勻性和建

5、筑物類別等綜合因素確定。在同一地基內(nèi)如土性基本相同，試驗(yàn)段施工可在一處進(jìn)行；否則，應(yīng)在土質(zhì)差異明顯的地段分別進(jìn)行。（2）在試夯過程中，應(yīng)測(cè)量每個(gè)夯點(diǎn)每夯擊1次的夯沉量。（3）試夯結(jié)束后，應(yīng)從夯前原地面起至其下2.5或4.0m深度內(nèi)，每隔0.51m取土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，測(cè)定土的干密度、濕陷系數(shù)等指標(biāo)，必要時(shí)，可進(jìn)行靜載試驗(yàn)或其它測(cè)試。（4）當(dāng)測(cè)試結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)調(diào)整有關(guān)參數(shù)（如夯錘質(zhì)量、落距、夯擊次數(shù)、夯點(diǎn)間距等）重新進(jìn)行試夯。（5）通過試夯，可以確定在不同夯擊能下處理地基能達(dá)到的有效深度，為施工提供有關(guān)參數(shù)，并可驗(yàn)證強(qiáng)夯方案在技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。（6）夯擊次數(shù)和最后2擊的平均

6、夯沉量，應(yīng)按試夯結(jié)果或試夯記錄繪制的夯擊次數(shù)和夯沉量的關(guān)系曲線確定，夯擊次數(shù)以達(dá)到最佳次數(shù)為宜。2.4 強(qiáng)夯施工參數(shù)的確定強(qiáng)夯施工參數(shù)應(yīng)依據(jù)工程場(chǎng)地的土質(zhì)情況和具體工程質(zhì)量要求以及試夯參數(shù)確定，主要參數(shù)有：有效加固深度、單位夯擊能、夯點(diǎn)的布置及間距、單擊夯擊數(shù)及夯擊遍數(shù)等。1）有效加固深度有效加固深度既是強(qiáng)夯加固效果的表示，又是選擇地基處理方法的重要依據(jù)，它反映了處理效果。根據(jù)我國的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般按下式計(jì)算公式：式中：H有效加固深度(m)；W夯錘重（kN）；h為落距（m）；與土的性質(zhì)和夯擊能等因素有關(guān)的系數(shù)，一般變化范圍為0.50.9。根據(jù)工程地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求，如某工程取0.45。則計(jì)算出土

7、層的有效加固深度H=4.5M。2）單擊夯擊能錘重M(kN)與落距h(m)是影響夯擊能和加固深度的重要因素，設(shè)計(jì)中按單點(diǎn)夯擊能考慮。EWh （2）式中：E單擊夯擊能（kNm）。W夯錘重（kN）；h為落距（m）；3）夯點(diǎn)的布置及間距為了使夯后地基比較均勻，對(duì)于較大面積的強(qiáng)夯處理，夯擊點(diǎn)一般可按三角形或正方形布置夯擊點(diǎn)，這樣布置比較規(guī)整，也便于強(qiáng)夯施工。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，可采用正方形或梅花形布置。主夯與副夯時(shí)夯點(diǎn)間距采用4.0m；滿夯時(shí)夯點(diǎn)彼此搭接采用1/4夯錘直徑。4）單點(diǎn)夯擊數(shù)及夯擊遍數(shù)夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)、夯擊功能與有效加固深度確定。某工程單點(diǎn)夯擊數(shù)采用7擊，夯擊遍數(shù)為三遍。第一遍：主夯

8、，間距4.0m，正方形布置點(diǎn)位，單點(diǎn)夯擊7擊；第二遍：副夯，在各主夯點(diǎn)位中間穿插進(jìn)行，間距4.0m，正方形布置點(diǎn)位，單點(diǎn)夯擊7擊；第三遍：滿夯，采用夯點(diǎn)彼此搭接1/4夯錘直徑連續(xù)夯擊。滿夯的目的在于將場(chǎng)地表層松土夯實(shí)。5）處理范圍強(qiáng)夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為設(shè)計(jì)處理深度的1223，并不小于3m。2.5施工程序與施工要點(diǎn)2.5.1主要施工程序：清理、平整場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置、測(cè)量場(chǎng)地高程起重機(jī)就位、夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置測(cè)量夯前錘頂高程將夯錘吊到預(yù)定高度脫鉤自由下落進(jìn)行夯擊，測(cè)量錘頂高程往復(fù)夯擊，按確定夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊重復(fù)以上工序，完成第一遍

9、全部分點(diǎn)的夯擊用推土機(jī)將夯坑填平，測(cè)量場(chǎng)地高程在規(guī)定的間隔時(shí)間后，按上述程序逐次完成全部夯擊遍數(shù)用低能量滿夯，將場(chǎng)地表層松土夯實(shí)，并測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。2.5.2施工要點(diǎn)如下：（1）清理場(chǎng)地：強(qiáng)夯施工前，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理平整。（2）夯點(diǎn)布置及間距：主夯按夯點(diǎn)間距4m正方形布置，副夯點(diǎn)穿插在主夯點(diǎn)位中間，仍按間距4m布置，滿夯夯點(diǎn)彼此搭接1/4連續(xù)夯擊。夯點(diǎn)放樣用石灰樁標(biāo)明位置，每遍夯擊前及夯擊后均測(cè)量地面標(biāo)高，計(jì)算夯沉量。(3)夯擊就位，進(jìn)行第一遍主夯夯擊：夯錘采用圓柱形錘，夯錘直徑2.5m，高1.2m，底面積4.91m2，錘重16.12t。主、副夯及滿夯均用此夯錘。第一遍夯擊落距采用13.5

10、m，夯擊能為2133KNm。夯機(jī)就位后，將夯錘按設(shè)計(jì)夯擊能起吊至預(yù)定高度，脫鉤下落，放下釣鉤測(cè)量錘底傾斜度，當(dāng)傾斜度大于30時(shí)，應(yīng)將夯坑填平后再進(jìn)行夯擊。主夯夯擊，每點(diǎn)夯擊4錘。按上述間距，正方形布置。并做好詳細(xì)記錄。 (4)移動(dòng)位置，進(jìn)行下一點(diǎn)夯擊。直至完成第一遍夯擊。 (5)主夯完成以后，靜置一周，待孔隙水壓力消失以后，推平夯坑，準(zhǔn)備副夯。(6)重新測(cè)量定位，按上述要點(diǎn)進(jìn)行副夯施工。副夯每個(gè)點(diǎn)同樣夯擊4錘，夯擊能與第一遍相同。夯完以后，間隔一周，推平夯坑準(zhǔn)備滿夯。(7)滿夯處理：滿夯時(shí)夯錘落距為第一遍主夯時(shí)落距的一半，采用6.7m，夯擊能為1050KNm，滿夯處理范圍為包括進(jìn)行主、副夯的全

11、幅。滿夯時(shí)，夯點(diǎn)彼此搭接1/4（錘底面積）。夯后測(cè)量標(biāo)高。(8)夯坑若有積水，應(yīng)排除以后才能推平夯坑。2.6、施工機(jī)具(1)起重設(shè)備：為強(qiáng)夯的主要機(jī)械，一般額定起重能力為夯錘重量的1.53倍，我國大都用履帶式吊車改裝。根據(jù)工程所采用的夯錘和起重高度來選用起重機(jī)的型號(hào)。可單機(jī)作業(yè)，也可主、副機(jī)(移錘)聯(lián)合作業(yè)。(2)門架：由橫梁和二個(gè)支腿組成，支腿的結(jié)構(gòu)形式有格構(gòu)式或管式。門架上部橫梁中心絞接于吊桿頂部。?(3)脫鉤裝置：強(qiáng)夯機(jī)械應(yīng)采用帶有自動(dòng)脫鉤裝置的履帶式起重機(jī)起吊夯錘，保證強(qiáng)夯機(jī)在起落錘時(shí)不發(fā)生傾覆。由帶拉桿的吊鉤和滑輪組成，配上牽引鋼絲繩，當(dāng)夯錘起到規(guī)定高度時(shí)能自動(dòng)脫鉤落錘。(4)夯錘：

12、夯錘的選擇系根據(jù)土質(zhì)條件、設(shè)計(jì)要求和強(qiáng)夯能級(jí)決定。夯錘重一般為80400kN。設(shè)數(shù)個(gè)上下貫通的通氣孔。夯錘的材質(zhì)為鑄鋼、鑄鐵或鋼殼包混凝土幾種。其錘底形狀多為圓形，錘底面又有平底、鍋底、球形等，地面投影面積一般為48m2。?(5)推土機(jī)：是強(qiáng)夯必不可少的輔助機(jī)械，作為場(chǎng)地整平壓實(shí)之用。?2.7、勞動(dòng)組織(1)起重工：10002000kNm配4人；?30004000kNm配56人；?5000kNm以上配67人；?（2）填料工若干人(指需填料強(qiáng)夯)。?(3)起重機(jī)車司機(jī)：2人。?(4)推土機(jī)司機(jī)：12人。?(5)機(jī)修工：3人。?(6)測(cè)量工：12人。(7)其它管理人員和工人依工程情況可作必要的調(diào)整

13、。3.施工過程中質(zhì)量控制要點(diǎn)3.1強(qiáng)夯中需要測(cè)定的數(shù)據(jù)(1)夯前的場(chǎng)地標(biāo)高，各遍夯后整平標(biāo)高。?(2)各遍夯點(diǎn)最后三擊的夯沉量，計(jì)算出夯坑的總下沉深度，各遍在整個(gè)夯區(qū)內(nèi)均勻的選一定數(shù)量的點(diǎn)測(cè)每一擊的下沉量，作為與試夯比較和檢測(cè)參考、滿夯只在開始時(shí)，以貫入度控制，得出錘擊數(shù)，以后以此數(shù)為準(zhǔn)施打，不再作測(cè)量。?(3)強(qiáng)夯中若發(fā)現(xiàn)地面變化較大時(shí)，需作隆降觀測(cè)。?(4)強(qiáng)夯形成的夯抗直徑，主要在試夯時(shí)測(cè)定，作為計(jì)算土體壓縮及填料量的參考。(5)對(duì)有填料要求的強(qiáng)夯，需記錄各夯坑的填料數(shù)量。?3.2施工要求?(1)施工前必須用儀器，準(zhǔn)確放出夯點(diǎn)中心位置，并劃出圓圈，施夯時(shí)對(duì)點(diǎn)要準(zhǔn)。?(2)必須按規(guī)定的起錘

14、高度、錘擊數(shù)和控制指標(biāo)施工，不得隨意改變。(3)施工中如發(fā)現(xiàn)偏錘，應(yīng)重新對(duì)點(diǎn)。?(4)施工中如發(fā)現(xiàn)歪錘時(shí)，需用填料(或土)將坑底墊平，才能繼續(xù)施夯。?(5)如遇夯錘的通氣孔堵塞，應(yīng)立即開通。(6)表層土過干(尤其是滿夯)應(yīng)采取增加含水量的措施。(7)雨期施工，要防止雨水浸泡現(xiàn)場(chǎng)，夯坑內(nèi)有積水應(yīng)及時(shí)排出后方可施工。(8)強(qiáng)夯中的滿夯是重要的一環(huán)，必須精心施工，否則表層質(zhì)量不好，將造成建筑物沉降過大和發(fā)生不均勻沉降。冬期施工時(shí)，不宜進(jìn)行滿夯。?3.3施工注意事項(xiàng)（1）采用強(qiáng)夯法時(shí)，土的含水量至關(guān)重要。土的天然含水量宜低于塑限含水量13%或液限含水量的0.6倍。在擬夯實(shí)的土層內(nèi)，當(dāng)土的天然含水量低于

15、10%時(shí)，應(yīng)對(duì)其增濕至接近最佳含水量；當(dāng)土的天然含水量大于塑限含水量3%以上時(shí)，應(yīng)晾干降低其含水量。（2）對(duì)于濕陷性黃土處于或略低于最佳含水量，孔隙內(nèi)一般不出現(xiàn)自由水，每夯完一遍不必等孔隙水壓力消散，可采取連續(xù)夯擊，減少吊車移位，提高強(qiáng)夯施工效率，降低工程造價(jià)。（3）要消除黃土層濕陷性的有效深度，應(yīng)根據(jù)試夯結(jié)果確定。在設(shè)計(jì)要求消除濕陷性的深度內(nèi)，土的濕陷系數(shù)s均應(yīng)小于0.015。（4）嚴(yán)格按要求進(jìn)行逐點(diǎn)夯擊，每擊一次，觀測(cè)一次高程并記錄。用同樣方法完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊，并觀測(cè)此夯點(diǎn)的總沉降量和高程并記錄。發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底整平。4. 質(zhì)量檢測(cè)4.1施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)控制指標(biāo)

16、：（1）夯沉量：每次夯擊后觀測(cè)記錄并計(jì)算最后兩擊夯沉量之和不大于15cm，之差不大于8cm。（2）濕陷性系數(shù)：檢測(cè)土的濕陷性系數(shù)是否小于0.015 。（3）承載力：參考值大于天然地基承載力。（4）干密度：參考值大于天然干密度。 4.2強(qiáng)夯效果的檢測(cè)數(shù)量與方法質(zhì)量檢驗(yàn)的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地復(fù)雜程度和建筑的重要性確定。對(duì)于簡(jiǎn)單場(chǎng)地上的一般建筑物，每個(gè)建筑物地基的檢驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于3處；對(duì)于復(fù)雜場(chǎng)地或重要建筑物地基應(yīng)增加檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)。檢驗(yàn)深度應(yīng)不小于設(shè)計(jì)處理的深度。質(zhì)量檢驗(yàn)的方法，宜根據(jù)土性選用原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)。對(duì)于一般工程應(yīng)采取兩種或兩種以上的方法進(jìn)行檢驗(yàn)；對(duì)于重要工程項(xiàng)目應(yīng)增加檢驗(yàn)項(xiàng)目，也可做現(xiàn)場(chǎng)大壓

17、板載荷試驗(yàn)。?為了檢驗(yàn)強(qiáng)夯的加固及處理液化效果，強(qiáng)夯后7d應(yīng)選擇有資質(zhì)的檢測(cè)單位對(duì)強(qiáng)夯區(qū)域進(jìn)行平板載荷試驗(yàn)、土工取樣試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)、重型（）動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)。平板載荷試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)采用707707mm2壓板，慢速維持荷載法，千斤頂分九級(jí)加荷，壓板埋置深度在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)底板下約0.10m，在荷載板上對(duì)稱安置四個(gè)百分表觀察地基土沉降量及各級(jí)荷載相對(duì)穩(wěn)定情況。靜載點(diǎn)主要布置于獨(dú)立基礎(chǔ)部分場(chǎng)地，共進(jìn)行10個(gè)檢測(cè)點(diǎn)載荷試驗(yàn)，以評(píng)價(jià)夯后地基的承載力。土工取樣試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)使用XY-1型工程鉆機(jī)，采用110鉆具開孔，在設(shè)計(jì)處理深度范圍內(nèi)進(jìn)行取芯鉆進(jìn)。在鉆孔中采用重錘擊入法采取原狀土樣送試驗(yàn)室進(jìn)行土工試驗(yàn)。取樣主要在填土中進(jìn)

18、行，測(cè)試指標(biāo)主要有地基土的壓縮模量、天然含水量、孔隙比，抗剪強(qiáng)度及淺層土的滲透系數(shù)等指標(biāo)。取土樣孔主要布置于獨(dú)立基礎(chǔ)部分。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)使用XY1型工程鉆機(jī)，采用標(biāo)準(zhǔn)貫入器、穿心錘重63.5kg，自由落距76cm，標(biāo)貫試驗(yàn)的試驗(yàn)間距為1.0m，整個(gè)場(chǎng)地內(nèi)均有布置，以評(píng)價(jià)夯前、夯后地基土承載力等力學(xué)指標(biāo)，并判斷水下砂土的液化情況。重型（）動(dòng)力觸探試驗(yàn)現(xiàn)成使用XY-1型工程鉆孔，采用重型動(dòng)力觸探頭，穿心錘重63.5kg，自由落距76cm，整個(gè)場(chǎng)地內(nèi)均有布置。在夯前、夯后布置6個(gè)和12個(gè)檢測(cè)點(diǎn)以評(píng)價(jià)地基土均勻性，并評(píng)價(jià)填土的承載力。5.處理效果分析與結(jié)論通過對(duì)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，強(qiáng)夯處理結(jié)果分析結(jié)論如下：（1）土的天然含水量在低于塑限含水量的1-3%，且接近最佳含水量，強(qiáng)夯效應(yīng)最好。天然含水量接近最佳含水量且不大于塑限含水量、含水量分布均勻時(shí)，最后兩擊夯沉量之和、之差越小，消除濕陷深度越深。此時(shí)，用夯沉量控制強(qiáng)夯效應(yīng)是比較科學(xué)、可行的。（2）在地表水和地下水的影響下，土體天然含水量無規(guī)律。地基的土質(zhì)和含水量直接影響到強(qiáng)夯效果，當(dāng)天然含水量大于塑限含水量時(shí)，同一夯擊能的影響深度大大減少，還會(huì)出現(xiàn)土體反彈。 （3）對(duì)于濕陷性黃土夯實(shí)到一定程度，夯實(shí)遍數(shù)對(duì)加固深度影響較小。（4）用土體密度、濕陷性系數(shù)、地基承載力控制工地強(qiáng)夯施工質(zhì)量均存在一定的弊端，濕陷性