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1、海口火車站站房地基強夯施工技術(shù)               強夯法又稱動力固結(jié)法，是用起重機械將大噸位重錘（一般為1040t,國外曾有過錘重200t的報道）起吊到640m高度后，自由下落，給地基土以強大的沖擊能量的夯擊，使土中出現(xiàn)很大的沖擊應力，土體產(chǎn)生瞬間變形，迫使土層孔隙壓縮，土體局部液化，在夯擊點周圍產(chǎn)生裂縫，形成良好的排水通道，孔隙水和氣體逸出，使土粒重新排列，經(jīng)時效壓密達到固結(jié)，從而提高地基承載力，降低其壓縮性的一種有效的地基加固方法。 

2、;                   早在1957年，英格蘭的道路研究所就曾運用普羅克特（Proctov）擊實原理進行過深層土體的壓實處理，但直到1970年前后，強夯法才在法國工程師路易斯·梅納（Louis·Mnard）的開發(fā)和倡導下，真正大規(guī)模地應用于深層土體的加固處理中。強夯法最初僅用于加固圓錐探頭阻力qs低于10MN/m2的砂和碎石層，隨著施工機械和施工工藝水平的提高，施工實踐證明，強夯法

3、也適用于粘性土、雜填土、濕陷性黃土等軟土地基，它不僅能提高地基的承載力，減少構(gòu)筑物的沉降，而且可以改善地基抗振動液化的能力和消除地基土的濕陷性。目前，強夯法已廣泛應用于國內(nèi)外的機場跑道、高速公路、工業(yè)及民用建筑等項目的地基處理工程中，取得了顯著的經(jīng)濟效益。        （一）工程地基概況        海口站站房位于?？谑形鞅辈繛I海新區(qū)，本地區(qū)地震基本烈度為8度，抗震設防類別為丙類。原有海灘場地平坦，為沖積沙灘，距海岸線直線距離不足1公里。根據(jù)地質(zhì)勘測報

4、告該場地自上而下各土層的名稱及物理力學性能指標見表1-1。        ?？谡菊痉糠譃樗淖痈叩莫毩⒐δ軜菂^(qū)、分別為售票、候車、辦公、行包四部分，其間以連廊及單層附屬房屋相互聯(lián)通。總長259.2m,總寬190.5m，占地面積11531m2,建筑面積20519m2。原海岸灘地面標高約為2.00m，考慮到站臺墻頂標高與站房室外廣場的關(guān)系，所以站房室外標高設計定為4.74m，即在原海岸灘上回填土約2.7m高。工程中選用了當?shù)氐牡[砂質(zhì)粘土做為土料進行輾壓回填，填土區(qū)南北長300m，東西寬200m，達60000 m2。 

5、       根據(jù)表1-1及調(diào)查當?shù)氐乃臍夂蚯闆r可知，本工程場地土類型屬中軟場地土，地下水穩(wěn)定水位埋深為0.823.48m，且受大氣降水影響明顯，地基的下臥砂層嚴重液化。        （二）地基處理方案的確定        設計單位設計的基礎(chǔ)方案為：對于四座二層高的主樓采用PHC管樁，對于單層附屬房屋及連廊采用天然地基柱下獨立基礎(chǔ)。     &

6、#160;  通過對分層回填，機械輾壓的粘土的檢測表明，經(jīng)過機械輾壓，粘土的壓縮系數(shù)已達0.90.92，但其孔隙比仍達0.75，壓縮模量僅為13.2Mpa，不能滿足設計的要求。且該地區(qū)屬地震高度設防區(qū)，而該場地土的名稱及主要物理力學性能指標表1-1                    層號        土

7、層名稱        濕度        密度或軟硬狀態(tài)        層面深度（m）        厚度(cm)        fk    (kPa)

8、0;       Es    (MPa)            0        素填土（粉質(zhì)粘土夾礫砂）        干燥稍濕      

9、0; 稍密        1.90 2.20        0.101.90        160                     

10、1        中砂        稍濕濕        松散        0.00 1.90        0.405.40      

11、;  110        16            2-1        中粗砂        稍濕飽和        稍密 

12、       0.00 7.40        2.7011.00        120        15            2-2  

13、0;     粗砂（含5%粘土）        很濕飽和        稍密        2.00 5.40        2.405.00       &#

14、160;110        15            3        中砂        很濕飽和        中密   

15、     5.58 10.50        2.007.80        150        15            4     

16、   中砂夾細砂        很濕飽和        稍密        7.10 14.00        0.105.20        140 

17、0;      15            5        淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土        飽和        軟塑可塑     

18、   8.90 15.00        0.204.20        70        3            6       &#

19、160;粉質(zhì)粘土        稍濕濕        可塑硬塑        11.5015.30        0.202.70        168    

20、    4.6            7        凝灰?guī)r        稍濕        致密        1

21、2.2016.40        0.103.00                              8        粉質(zhì)粘土&#

22、160;       稍濕濕        可塑硬塑        13.8017.30        0.40        190      &#

23、160; 6.0            9        粉土質(zhì)中砂        稍濕        稍密中密        20.7022.30&

24、#160;       0.80        258        5.0             建筑又屬于重要的公共建筑，必須考慮下臥基層土質(zhì)液化對房屋抗震性能的影響。由于強夯法具有改善地基液化及提高地基承載力的作用，故設計單位決定采用強夯法對

25、地基進行進一步的加固處理。設計要求經(jīng)強夯處理后：        1、獨立基礎(chǔ)部分深度3.0m內(nèi)地基承載力標準值f k200kPa,壓縮模量Es15MPa。這主要是利用強夯法來提高天然地基的承載力和減少沉降量。        2、強夯范圍內(nèi)地面下8m深度內(nèi)的層中粗砂由原嚴重液化處理至輕微液化。這主要是利用強夯法來消除和減輕地基液化潛勢地震時對PHC管樁的剪切破壞作用。另一方面，通過強夯法加固的天然地基與PHC管樁形成復合基礎(chǔ)后，從而可減少PHC管樁的有效樁長

26、，降低造價。        （三）強夯法施工要點。        1、強夯法施工的主體是地基，各個工程項目的地質(zhì)情況千差萬別、具唯一性，在強夯參數(shù)的選擇時，應依據(jù)本工程的實際地質(zhì)情況及規(guī)范的經(jīng)驗取值初步確定強夯參數(shù)，通過試夯時的綜合檢測手段，對各項參數(shù)進行判定或調(diào)查。因此說，強夯法施工屬于動態(tài)信息化的施工方式。        2、進場后施工前，必須對所需強夯處理的場區(qū)實施動力觸探檢測，其

27、目的在于確認勘察報告所揭露的地質(zhì)情況，檢驗施工方案所確定的工藝參數(shù)的適用性，在每遍夯擊結(jié)束后，也要實施動力觸探自檢，以檢驗夯擊效果，視檢測情況進行必要的工藝調(diào)態(tài)。施工結(jié)束后，要對所經(jīng)強夯處理的場區(qū)進行綜合檢測判定，為竣工報告提供可靠的數(shù)據(jù)。原則上每遍動力觸探檢測孔約為20個。        3、對強夯參數(shù)的選擇盡量避免因超過臨界夯擊能使土的宏觀結(jié)構(gòu)破壞并產(chǎn)生明顯的水平位移，進而影響土體的整體強度。這需要在試夯過程中加強監(jiān)測，及時調(diào)整。        4、因

28、受夯擊能量影響，土中孔隙水壓力將有一個平緩的消散過程。因此，每遍夯擊結(jié)束后，必須留有一定間隔時間，以確保土中孔隙水壓力能按改變后的紋流形式得以逐步消散。此間歇時間稱為技術(shù)間歇期。        5、在本工程獨立基礎(chǔ)地基加固區(qū)域，根據(jù)場地地質(zhì)條件、結(jié)合設計院的技術(shù)要求，采用強夯樁式置換法，在柱位下面的每遍夯坑內(nèi)回填級配3：1的碎石加砂并夯實，形成散體材料樁與周圍土體組成的復合地基。樁式置換法既具備散體材料樁的加筋、擠密、置換、排水特性，又具有強夯加固動力固結(jié)效應。因而可大幅度提高地基承載力，減少地基變形。  

29、;      （四）強夯參數(shù)的確定        1、單擊夯擊能        本工程要求的地基有效加固深度達8.0m，由建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-91）推薦的依據(jù)土類和單擊夯擊能分類的有效加固深度表可知，當單擊夯擊能為3000KN·m時，砂土類地基的有效加固深度約為7.08.0m，故先初定單擊夯擊能為3000KN·m。根據(jù)試驗表明，在相同單擊夯擊能的條件下，重錘低落距較輕錘高落

30、距加固效果更好。因此在起吊能力許可情況下，宜采用較重的夯錘。結(jié)合當?shù)氐臋C械起吊能力和強夯設備情況，選取夯錘重W=17.2噸、落距H=17.5m，實際單擊夯擊能為：         WH=301000 KN·m        由Mnard公式D=KWH/10（K影響深度折減系數(shù)，對于砂土類規(guī)范建議取值K=0.5）可計算出理論有效加固深度：D=8.67m        2

31、、最佳夯擊能        強夯時，空氣被排出，土體壓縮，孔隙水壓上升，由于孔隙水的消散需要時間，故強夯時引起的孔隙水壓可疊加。理論上最佳夯擊能是有效影響深度底層孔隙水疊加至上覆土壓力時的累積夯擊能，應根據(jù)現(xiàn)場實試孔壓決定，但因現(xiàn)場缺乏測量孔壓的設備，本工程采用以下方法確定最佳夯擊能：        記錄試夯時夯坑內(nèi)土體豎向壓縮量和夯擊次數(shù)，當每擊的夯擊量出現(xiàn)由大小大的拐點時，說明此時夯坑底部地基土已發(fā)生側(cè)向擠出破壞，開始產(chǎn)生較大的側(cè)向變形了，則這時的夯擊

32、總量即為最佳夯擊能。    試夯中確定此值為8擊/點，此時最后一擊的夯沉量為57cm，在實際施工中即以此作為最佳夯擊能的最后控制值。        3、夯擊遍數(shù)的確定        夯擊遍數(shù)國內(nèi)一般為23遍，本工程采用三遍，即兩遍點夯，一遍滿夯。第一、二遍目的是處理深層；第三遍為低能量滿夯，目的主要是處理表面土層尤其是夯坑之間的空隙。第三遍取落距5.8m，每點連續(xù)二擊，下一夯與前一夯痕互錯1/3夯。由Mên

33、ard公式可計算出滿夯的有效影響深度：        D=KWH/10 =0.5172KN×5.8m/10 =4.99m        為改善深層處的處理效果，點夯宜采用較大的夯點間距，以免夯擊時在淺層形成密實層而影響夯擊能往深層傳遞。本工程經(jīng)三遍夯擊后，夯擊面總下沉量達900cm。        4、間歇時間     

34、0;  相臨兩遍夯擊的間歇時間應根據(jù)孔隙水壓力消散的情況而定。因本工程地表面層為含水量較低的夾礫砂粉質(zhì)粘土。下臥層為透水性強的中粗砂層，故可在前一遍夯完后，將土推平，接著隨即連續(xù)夯擊，不需要間歇。實際施工中，因是分區(qū)流水施工，實際間歇時間為23d。        （五）強夯法施工流程        1、施工流程        2、設備組織   &#

35、160;    50t覆帶式吊機二臺        17.2t夯錘二個        自動脫鉤裝置兩套        輕型動力觸探儀兩套        水平儀、經(jīng)緯儀等測量設備        3、質(zhì)量安全保障措施

36、0;       派員認真做好施工記錄，真實反映每個夯點的施工情況。        檢測工作嚴格按國家規(guī)范進行，自檢結(jié)果及時反饋到施工工藝參數(shù)變更之中。        及時排除夯坑及場區(qū)內(nèi)積水。        機械設備由專人負責，及時維修保養(yǎng)，保持良好的工作狀態(tài)。     

37、60;  施工機械由具有上崗證的熟練工操作。設專職安全防護員，嚴守安全施工準則。        候車樓區(qū)（即1區(qū)B段）強夯場地與基本站臺的站臺墻相距較近，為減輕強夯沖擊波對站臺墻的影響，在強夯場地至站臺墻之間開挖一條防震溝，溝深至地表下2.0m左右，寬1.2m。        （六）強夯效果的檢測和評價        為了檢驗強夯的加固及處理液化效果，強夯后7d檢測單位對強夯區(qū)

38、域進行了平板載荷試驗，土工取樣試驗，標準貫入實驗、重型（）動力觸探實驗。        1、檢測方法        平板載荷試驗        現(xiàn)場采用707×707mm2壓板，慢速維持荷載法，千斤頂分九級加荷，壓板埋置深度在設計基礎(chǔ)底版下約0.10m，在荷載板上對稱安置四個百分表觀察地基土沉降量及各級荷載相對穩(wěn)定情況。靜載點主要布置于獨立基礎(chǔ)部分場地，共進行10個檢測點載荷試

39、驗，以評價夯后地基的承載力。        土工取樣試驗        現(xiàn)場使用XY-1型工程鉆機，采用110鉆具開孔，在9m深度范圍內(nèi)進行取芯鉆進。在鉆孔中采用重錘擊入法采取原狀土樣送試驗室進行土工試驗。取樣主要在填土中進行，測試指標主要有地基土的壓縮模量、天然含水量、孔隙比，抗剪強度及淺層土的滲透系數(shù)等指標。取土樣孔主要布置于獨立基礎(chǔ)部分。        標準貫入試驗 &#

40、160;      現(xiàn)場使用XY1型工程鉆機，采用標準貫入器、穿心錘重63.5kg，自由落距76cm，標貫試驗的試驗間距為1.0m，整個場地內(nèi)均有布置，以評價夯前、夯后地基土承載力等力學指標，并判斷水下砂土的液化情況。        重型（）動力觸探試驗        現(xiàn)成使用XY-1型工程鉆孔，采用重型動力觸探頭，穿心錘重63.5kg，自由落距76cm，整個場地內(nèi)均有布置。在夯前、夯后布置6個和12個檢測

41、點以評價地基土均勻性，并評價填土的承載力。        2、檢測評價        獨立基礎(chǔ)部分承載力及壓縮模量的評價。    k=·fm進行計算。        式統(tǒng)計修正系數(shù)        fm巖土參數(shù)的平均值    

42、60;   評價正常使用極限狀態(tài)計算所需要的巖土參數(shù)宜采用平均值，本工程中壓縮模量Es按平均值選用。        獨立基礎(chǔ)部分地基加固檢測成果評價表       表1-2                      &#

43、160;  試驗方法（kPa）        承載力標準值    fk（kPa）        壓縮模量    Es(MPa)            標貫試驗     &

44、#160;  土工試驗        動探試驗        靜載試驗            217        210        223        223        215        15.6