建筑软土地基的强夯法加固处理

发布时间:2021-07-14

1强夯法概述
1.1强夯法的概念和特点
所谓强夯法,就是利用重达几十吨或者几百吨重的夯锤,从几十米的高度自由落下,反复对软土地基进行夯实,从而使土层之间更加紧密,降低其压缩性,有效的提高了土体的承载能力的方法。该种施工技术可以被广泛应用于各类颗粒粒径大于0.05mm的土层,例如沙土、杂填土、回填土以及粘性土等。此外,在进行强夯法施工过程中,所使用的机械设备和工具相对简单;工期短、效率高、经济效益可观;且对地基的加固效果较好,因此,成为建筑软土地基处理的首选施工技术。[4]
1.2强夯法相关原理
(1)动力固结原理:在对细颗粒物的饱和土质进行夯实处理过程中,通过巨大的冲击势能,可以对土体的结构产生巨大破坏或液化,从而将土体中的孔隙进行排空,使其在失去孔隙压力后,产生固结硬化,最终达到提升土体的均匀性和减少差异沉降的加固效果、增大承载力的目的。
(2)动力密实原理:在对一些非饱和、多孔空隙以及粗颗粒土体进行夯实处理过程中,通过巨大的冲击势能,对土体进行压缩。将土体中颗粒物质的接触点在受力的作用下,产生错位变形,扩大颗粒之间的接触面积,实现了土体更加密实的目的。
2软土地基的特点
软土地基的土质松软,土壤之间的空隙较大,并且土壤的天然含水量较高,这就造成了软土地基的强度差,承重性能弱,可压缩性强的特点,另外,软基的渗透能力较差,排水能力低,因此,如果不加以巩固则很容易出现问题,常见有以下几种:
(1)地基沉降:软土在荷载的情况下会出现不均匀沉降,因此而导致的地基沉降变形现象时常发生,进而会使得建筑产生裂缝等其他损害,存在安全隐患,影响建筑安全。
(2)地基稳定性差:软土的抗剪切力不强,软弱土壤的结构强度低,当受到外力震动时容易侧向滑动、侧面挤出,当承受荷载时容易造成地基的局部损坏甚至地基整体剪切力的破坏,因此会引起地基的塌方滑坡等现象,建筑的稳定性受到影响。[1]
3强夯法的施工应用条件
通过研究软土地基的土质可以了解到,它本身含水量程度非常高,接近于饱和的趋势,这就强烈的影响到了软土地基水的渗透效果,不能够有效吸收水分。所以,在对于软土地基的解决方式上,需要建立在排水面的基础上。软土地基在受到外部的压力下,原始的形态发生改变,变成稀释流动的状态。从而导致建筑地基的自身强度以及承受能力受到影响。这就是触变性的形式,它具有非常典型的软土特点。软土地基的构成形式主要有:高分散土、细微颗粒等,所以在分布过程中会出现不均匀的状况,在受到第三方力的作用时,土的形态就会发生变化,进而会使地基的坚固性受到破坏,埋下建筑隐患,以致劳民伤财。对于进行软土地基的施工过程中,为了防止施工过程中出现的问题,要有一定的预见性,同时采取对应的解决措施,从而进行地基的稳固,防止地基隐患的发生。软土地基的处理需要从两个地方着重入手:预见性控制、修复性控制。预见性控制指的是对于软土地基可能存在的一些安全隐患进行预见性处理。修复性指的是在问题出现时要有及时的有效应对措施,来进行问题的修复,从而保证施工的顺利进行。强夯法虽然有较多的优势与特点,但是它不能够满足所有的地质结构,和其他软土地基处理技术方式相同,它也有着自己适合的范围和条件。从近年来一些专业人士的经验总结来看,它使地基稳当的特殊之处在于:土的颗粒密度、土层的属性以及其含水量情况。[3]
4强夯法加固的具体使用
4.1施工前的准备工作
在建筑软土地基施工过程中,施工单位若是确定使用强夯法这种施工技术,那么在开工之前就应当完善以下三个方面的准备工作:
(1)完善基底的有关的处理工作,处理的主要对象包括土壤水分以及所含污染物。
(2)完善有关的堆填土方的处理工作,把土壤运送到土方中并对其进行夯实处理。
(3)完善有关的准备测量处理工作,这是所有准备工作中最为关键的一环,测量工作能够精确判定坐标基准点,从而为后续借助放线完成强夯法奠定良好的基础。
4.2试夯阶段
工作人员在有关准备工作全部完成之后才可以开始着手确定详细的夯锤指标,目前夯锤指标通常有落距、锤底面积以及锤重等;只有在这些指标基本确定的基础上,才可以将其作为依据,逐步落实对夯击次数、夯击遍数、夯点间距、停锤标准的参数确定工作。与此同时,只有在完成有关试夯工作的前提下,才可以开展后续精确计算指标工作,从而为后续大面积施工提供精确的理论数据支持。
4.3强夯法施工
在强夯法的详细施工过程中,强夯法的实际施工技术水平是评判施工质量的重要指标,再加上其能够直接影响到强夯法的实际执行效果,所以说也就能够直接影响最终的施工质量。基于此,对于施工单位而言,整个建筑软土地基施工过程中,需要高度重视强夯法的应用过程,一般来说,可以从以下两个方面入手:
(1)施工单位应当结合实际状况选用合理的夯击机具,一般都是在试夯阶段完成夯击机具的选用工作,并需要将其应用到实际施工过程中。大多数情况下,强夯吊机因其具备较高的起吊能力而在当前建筑软土地基施工中得到广泛使用。
(2)确定合理的夯击布点形式,一般来说夯击的最佳布点形式以梅花形最佳。[2]
4.4监督施工质量
强夯法又称为压实法或者动力团结法,在运作时将重锤提升至一定的高度夯击地基,进而来加强地基的稳固性。使用压缩的降低方法,需要施工时重复夯击动作来增强夯击的目的。夯击法是通过处理砂石和碎石的形式稳固地基,伴随着科技的进步,夯击法进一步得到改良,排水的条件得到改善,地基的稳固性以及受压力情况也得到提高。由于其节省人力物力、提高劳动时间、操作简便、稳固效果好、节省耗材的使用以及施工时间短等优点,逐渐被广大的施工人员所接受认可。在强夯法处理软土地基施工时,需要加大监管力度,做好施工质量的监察,按照施工管理制度以及进展规划进行有序的施工作业。对于地基的夯击频率、夯击节奏以及夯击范围都要参照数据准确的进行,不可以按照自己的意愿随意变动。不可以违反施工管理制度,只有合理的按照施工要求进行,才能最大化保障施工质量,保证在施工作业时地基能够符合夯击的力度。
结语
在现阶段工程施工作业时,需要提前做好准备工作,根据土质情况合理使用强夯法。强夯法可以节省人力物力财力,对于较大部分地区的地质结构还是相对适用的,它为我国一些欠发达的工业地区,提供了强有力的施工保障,为我国工程基础设施的建设提供了有力支持。
参考文献:
[1]刘涛,袁敏.软土强夯法加固软土地基应用探析[J].工程质量,2011,29(11):60-63.
[2]贾东远,王秉宇,朱宏权,邹红喜.强夯法加固软土地基的试验研究[J].河北农业大学学报,2011,34(04):112-114+130.
[3]李舢.建筑软土地基强夯法加固处理分析[J].技术与市场,2010,17(11):73-74.
[4]孔位学,陆新.强夯法加固软土地基有效加固深度研究[J].四川建筑科学研究,2001(04):45-48.
 

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