强夯法在工业厂房地基加固处理中的应用分析
2020-10-13黄保锐
黄保锐
(中铁十八局集团第四工程有限公司,天津 300350)
厂房车间项目通常跨度大,对框架柱、梁的施工质量要求高,特别是对地基强度有较高的要求。强夯法适用范围广、加固效果明显,节省原材料,可以有效消除沉降、提高地基承载力和均匀性、减小工后变形,是处理地基行之有效的方法。文章以桂林经济技术开发区苏桥标准厂房为例,探讨了如何通过强夯法进行厂房地基的加固处理。
1 工程实例
工程为桂林经济技术开发区苏桥标准厂房3期项目龙湖凤邸一期8#、9#楼。施工现场为丘陵地貌,基本具备进场施工条件。总工期(包括设计工期、采购工期、施工工期、验收工期、办理相关手续的工期等)为420(日历天)。工程工期紧,需流水施工和平行施工相结合,各单位工程间工班组调动和协调量较大。结合工程实际情况,与工期进度等因素综合分析,决定采用强夯法对工业厂房地基进行加固处理。
2 地基土方工程
2.1 施工流程
地基土方工程施工流程:基坑(槽)底地坪上清理→检验土质→分层铺土、耙平→夯打密实→检验密实度→修整找平验收。
2.2 施工方法
就案例工程而言,摊铺之后立即耙平。回填土每次至少夯打3遍以上。在进行基坑槽回填时,需要两侧和四周同时回填和夯实,基础墙两侧的标高误差要控制在允许范围内,避免发生把墙挤歪的问题。如果在施工中遇到比较长的管沟墙,必须及时进行内部加固和支撑处理,在外侧回填土[1]。在进行管沟回填时,为避免管道的中心线位偏移或者管墩被损坏,此时就需要人工进行的干预处理,在管道两侧回填土并做夯实处理,在管道两侧同时进行回填和夯实。在末端的连接处,如果存在电缆或者给排水管道、燃气管道等,则要采用颗粒比较细的回填材料进行回填。
2.3 土方回填过程中遇到的问题及处理
在地基土方工程施工中存在问题如下。
(1) 回填土干密度测定不及时。土方回填是强夯法在工业厂房地基加固处理中应用的关键一步,为保证回填效果,本工程采用了分层回填的方法,每回填1层都需要进行对回填土的干密度进行测定,保证达到设计标准后,才能进行下1层土方的回填。并对干密度检测的结果进行全面记录,形成检测报告,以便工程验收时参考,还要进行重复检验,直到全部达到设计标准为止。
(2) 回填土发生下沉。导致回填土发生下沉的原因有很多,包括:虚铺土大于固定厚度、在冬季施工加入了大量的冻土块、夯实遍数不合理、在夯实过程中存在漏夯等。这些问题在地基土方工程施工规范中都有非常明确的的规定,在施工中需要切实做检查工作,发现问题及时处理,从根本上保证施工质量[2]。
(3) 管道下方夯实不够密实。在地基土方工程施工中,管道下部回填土的夯实是重中之重,是避免管道因为不均匀沉降而影响管道施工质量的前提,如果发生漏夯,则必然会导致管道下方空虚,如果情况严重,甚至会导致管道因为折弯而发生渗漏。
(4) 回填土夯实不密。在进行夯实过程中,要对干土适当洒水并进行润湿处理,如果回填土中的含水率过大,则会影响夯实的效果,需要将湿土挖出,进行风干和晾晒,确认达到施工要求后,才能进行夯实处理。
3 强夯法在地基土方加固中的应用
3.1 强夯回固要点
(1)确定强夯的最佳参数。根据土质要求进行试夯,试夯15天以后,对夯击效果进行检测,并和夯击前的测试参数数据进行对比,从而实现对强夯效果的全面检测,在试夯过程中,可同时进行3~5次强夯试验,根据试夯的效果选择最佳的夯击参数[3]。
(2)夯点的布置。它直接决定整个夯击的效果。要根据工程特性和实际需求,合理布置夯点,在地基土方加固过程中,上部基础的平面结构,在布置夯点的主要依据,因此,在充分满足实际要求的基础上,合理布置夯点,保证各个夯点布置的均匀性。
(3)检测。强夯完成后还要对强夯的质量进行全面系统的检验,确认达到设计标准和要求后,才能进行下一道工序施工。在强夯施工中,难免会发生表层土的密度低于下层土密度的问题。主要原因是强夯顺序为先浅后深,需要通过满夯的方法来保证表层土夯实的效果。
3.2 夯锤与施工机具选择
合理选择夯锤和施工机具是保证强夯效果的基础,需要根据工程地质条件,合理选择与之相适的夯锤和施工机具。就案例工程而言,可选择直径为2.2m的夯锤,重量为25t,夯锤整体形状为圆柱形,在锤体处设置了4个和顶面贯通的排气孔,孔径控制300mm左右。而在强夯时,为保证施工质量和施工效率,选择的施工机具,要具有灵活多变、性能高、效率高的特性。
3.3 夯点布置形式和间距
(1) 夯点布置形式。本工程施工中,主要以等腰三角形的形式进行布置。
(2)夯点间距。第1遍夯点间距取锤直径的2.5~3.5倍,夯点之间的距离控制在5m左右,在进行第2遍夯击时夯点要位于第1遍夯击点的中间位置[4]。
3.4 夯击沉量
以原地面标高为依据,确定填土层的实际厚度,在强夯过程中,严格控制夯坑的深度,如果太深则会影响夯锤提升的难度。
3.5 收锤标准、夯击遍数
收锤标准是强夯法施工的重点,为保证施工质量,需要根据相应的规范和标准合理控制收锤数值,就案例而言,在1区域强夯过程中,收锤标准为:当连续2次夯击后,平均沉降系数低于10cm时,就可以收锤。在1区域强夯施工中,收锤标准为:连续2次夯击后,平均最大沉沉降量小于5cm。
3.6 间歇时间
就案例而言,为保证地基土方加固质量,夯击的过程间歇控制在3d左右。
图1 夯击力度对沉降量影响图
3.7 基础垫层
强夯法施工完成之后,为促使夯击之后的夯击能能够得到进一步扩散,避免发生夯击不均匀的问题,本工程在强夯法夯击时,在底部铺设了40cm的碎石层,宽度在20cm~30cm之间[5]。
3.8 夯击效果
厂房地基土经强夯处理后2~4周,进行质量检测,荷载试验检测点数位14处;钻孔检测点数为100个;原位测试采用标准贯入法总数量为200次;选择原状土进行土工试验,检测数量为300件。进行常规、压缩、抗剪切试验。轻锤的下降量效果次与重锤的下降量效果如图1所示:
4 结束语
强夯法应用在厂房地基处理过程中,可有效改善地基的强度和承载力,消除沉降,为厂房后期建设施工提供必要支持,减少变形。是一种行之有效的地基加固处理方法,不但操作比较简单便捷,而且加固速度比较快,值得推广。