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1、強夯置換施工工法XX機械施工公司目 錄前言1 特點2 適用范圍3 工藝原理4 工藝流程及操作要點5 材料6 施工機具7 勞動力組織8 安全措施9 質量控制要求10 效益分析11 工程實例強夯置換施工工法前 言強夯置換法是在強夯法處理地基基礎上發展而來的一種新型的地基處理方法。它是采用在夯坑內回填塊石、碎石、砂、建筑廢料及其它高強度、透水性好的粗顆粒材料，利用強夯法的高能量沖擊和擠壓，將這些粗顆粒料擠壓入土中，形成整體層式置換或柱狀墩式置換的地基，這種強夯法與置換法相結合的地基處理方法即是強夯置換法。強夯置換法是強夯地基處理技術的新發展，此方法的產生擴展了強夯技術的應用領域。強夯置換施工工法關鍵2、技術經過2004年12月XX建設廳組織的科技成果鑒定，達國內領先水平。1特點1.1 強夯置換法適用范圍廣，可處理的地基土類型廣泛。1.2 具有良好的加固效果。強夯置換法集墊層作用、混合土作用、透水樁排水作用、擠密作用、振密作用等諸多作用于一身，最后可形成單樁承載地基或樁土復合地基，地基承載力和場地均勻性大大提高。1.3 樁體材料可選用級配良好的塊石、碎石、礦渣和建筑廢料等堅硬粗顆粒材料，形成的特大直徑排水樁井，有利于樁間、樁下地基土的排水和加密。1.4 強夯置換對周圍建（構）筑物的影響程度比普通強夯小，且施工文明。2 適用范圍強夯置換法除了適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性3、黃土、素填土和雜填土等地基外，還適用于處理高飽和度的粉土和軟塑流塑的粘性土等地基對變形控制要求不嚴的工程。目前已用于各類堆場、公路、機場、房屋建筑、港口建（構）筑物，效果良好。3 工藝原理強夯置換法加固地基作用機理類似于強夯法，通過大量的工程實踐和現場實測資料分析，對它的作用機理的認識正逐步明朗。它是用幾噸或幾十噸的重錘從高處落下，反復多次夯擊地面，對地基進行強力夯實，這種強大的夯擊能在地基中產生強烈的沖擊波（其中體積波起主導作用，包括縱波和橫波）和動應力。從夯擊點發出的縱波和橫波向地基縱深方向傳播，使地基土經歷孔隙壓縮、局部液化、可變滲透（動力排水）和時效觸變恢復等幾個階段，使原地基土壓縮，4、形成夯孔。再在夯坑內回填塊石、碎石、砂、建筑廢料及其它高強度、透水性好的粗顆粒材料，利用強夯法的高能量沖擊和振動，將這些粗顆粒料夯入夯坑內，形成整體層式置換或柱狀樁（墩）式置換的復合地基。大量的工程實踐證明，強夯置換的加固原理相當于強夯（加密）、碎石墩、特大直徑排水井三者之和，對地基土有較好的加固效果。4 工藝流程及操作要點4.1 工藝流程試夯施工準備夯區整平，測夯前標高定位放線夯點用石灰點點出夯機就位夯擊成孔達到規定坑深回填置換材料重復n次，達到規定的夯擊次數、控制標準和置換深度平整場地滿夯一遍測量夯前錘頂高程根據設計要求的夯擊順序完成全部夯點施工平整場地，測量夯后標高4.2 操作要點4.25、.1 施工準備（1） 開工前應首先對現場進行踏看調查，清除各類地上、地下障礙物。（2） 熟悉圖紙等技術文件，編制詳細的施工方案，進行技術安全交底。（3） 施工前要求場地平整，符合施工要求。（4） 施工機械、現場人員及材料齊備，具備開工條件。（5） 在施工現場周圍設置平面及高程控制樁，樁附近應設立明顯的標志加以保護，并設專人對其定期進行復核檢查。（6） 場地平整后，并在開工前，對場地標高進行復測。（7） 設置安全警戒線，防止閑雜人員進入施工現場。4.2.2 試夯（1）在施工前，應先對設計提出的強夯參數或其它替代方案進行試夯。根據設計單位初步確定的參數提出試驗方案，在施工現場有代表的場地上選取一個6、或幾個試驗區，進行試夯或試驗性施工。試驗區數量應根據建筑場地復雜程度、建筑規模及建筑類型確定。（2）通過試夯，以驗證本工藝加固處理的可行性，確定最佳夯擊能、最佳夯擊數、夯坑間距、間隔周期、地面變形量以及填料的最優級配要求和填料量等參數，用于指導大面積的施工。（3）強夯置換夯點的夯擊次數除應通過現場測試確定外，且應同時滿足下列條件：1） 置換體應穿透軟弱土層，到達較硬土層上，且達到設計墩長。2） 累計夯沉量為設計墩長的1.52.0倍。3） 填料后最后兩擊的平均夯沉量應符合規范及設計要求。（4）由于強夯置換時有大量的填料填入地基中，施工場地不可避免要抬高，尤其是飽和粘性土地基。試夯時，應認真對置換7、前后的場地標高進行觀測，詳細記錄觀測值，得出合理的抬高或沉降數據，以便控制夯后標高。（5）經檢測滿足要求后方可大面積施工。4.2.3 測量及放線定位（1） 根據施工圖紙和現場布設的坐標控制網，采用經緯儀或全站儀測放夯點位置，用明顯的標志標出或用石灰點標出夯位中心點。（2） 在每一遍夯擊前應對夯點放線進行復核，如施工中發現夯錘偏離夯坑中心，應立即調整對中；夯擊后如發現坑底歪斜度較大，需及時用填料將坑底墊平后，方可繼續夯擊。夯完后檢查夯坑位置，發現偏差或漏夯應及時糾正。（3） 夯機就位即夯錘就位時，夯錘中心和測放的夯點要重合，必要時以夯點為中心畫石灰圈，提高夯錘就位準確度。（4） 在夯前及夯擊過程8、中，用塔尺立于錘頂，由專門測量人員用水準儀測量錘頂標高，每夯一錘測量一次，前后兩次的差值即為此次夯擊的夯沉量，以最后兩擊夯沉量滿足設計要求為停夯標準。4.2.4 夯擊能（落距）控制根據工程所需的夯擊能和選定的錘重，即可確定相應的夯錘落距。開工前，應檢查夯錘的質量和落距。施工過程中，落距應通過鋼絲繩長度鎖定控制，并在龍門架上做出落距標志。在技術交底中，應由技術員按照能級要求，針對不同的夯錘，將每一夯錘的落距向班組長逐一交底，以確保夯擊能符合設計要求。施工過程中對夯錘落距的的偏差要求，一般控制在30cm以內。4.2.5 夯擊及填料控制（1） 夯錘及起重機就位后，便開始起錘對該夯點進行連續夯擊。（29、） 強夯置換的深度由施工現場的土質條件決定，置換體應位于較硬的土層上。在夯擊過程中應根據設計及試夯參數由專人來控制夯擊數及及停夯標準，并詳細記錄。一般填料時夯坑深度不小于2m。（3） 當夯坑成形后，測量上坑口直徑，計算夯坑體積，然后用裝載機向坑內填料，直至與坑頂平，記錄填料數量，并用推土機輔以整平后再落錘夯擊。如此重復直到滿足規定的夯擊次數及控制標準即完成一個墩體的夯擊。當夯點周圍軟土擠出影響施工時，可隨時清理并在夯點周圍鋪墊墊層，以利于繼續施工。墊層材料可與回填料相同，粒徑不宜大于100mm。（4）為提高置換成樁效果和施工效率，嚴格控制填料的頻次和夯坑的深度，一般填料視地質情況控制在23次為10、宜。如遇不良地質情況，可適當增加填料次數，但不宜超過5次。4.2.6 間距及布點形式強夯置換布點形式應根據基礎形狀和寬度采用等邊三角形、等腰三角形或正方形布置。置換墩間距應根據荷載大小和原土的承載力選定，當滿堂布置時，第一遍夯擊點間距可取夯錘直徑的2.53.5倍，第二遍夯擊點位于第一遍夯擊點之間，以后各遍夯擊點間距可適當減小。對獨立基礎或條形基礎，可取夯錘直徑的1.52.5倍。滿夯應采用輕錘或低落距錘按試夯結果進行夯擊。4.2.7 場地整平（1）每遍施工完成后，應用推土機對其場地進行整平。（2）表面平整度應以不影響強夯機械行走和正常施工且高差不大于200mm為宜。4.2.8 滿夯（1）滿夯是強11、夯置換的一個重要工序。場地表層土是基礎的主要持力層，如果處理不好，將會增加建筑物的沉降和不均勻沉降。（2）當點夯完成后，用推土機將場地推平，采用輕錘或低落距錘進行滿夯，以確保場地表層松土夯實。（3）滿夯能級及布點形式由試夯確定。4.2.9 變形及標高控制（1）變形控制在試驗區試驗之前，根據初步確定的各種參數，在每個試區均應做單點夯擊試驗和群點夯擊試驗，進行夯間地表變形觀測。單點夯擊試驗點，在夯點軸線上，兩側應對稱埋設4個沉降標點，埋設點距夯點中心位置一般為2.25m、2.75m。群點夯擊點應在夯點軸線上兩側對稱埋設6個沉降標點，埋設點距夯點中心位置一般為1.85m、2.25m、2.85m。沉降12、觀測標點為1515cm、 厚1cm的鋼板制作，鋼板中心兩側均焊15cm長16鋼筋，一側為埋設錨固筋，一側為沉降觀測基準。在試夯過程中，應測量每次夯擊沉降標點的位移量，繪制夯擊數-地表位移曲線。通過地表夯沉量的監測和夯間地表變形觀測，掌握地表的沉降、隆起程度及夯坑的填料，確定飽和夯擊數和最佳夯擊能。（2）標高控制開工后，首先對施工場地進行清理、整平。在標出夯點位置后，用水準儀按10m10m的方格網進行夯前標高測量。待滿夯結束后，仍按原來的方格網測量夯后標高，從而確保夯沉量、夯后標高的準確度。（3）夯擊時應觀測對周圍構筑物的影響，發現問題及時處理。4.2.10 施工順序夯點施打順序應根據場地和地質13、條件合理安排，一般按由內向外，隔行跳打的原則進行施工。但對于軟弱土質或淤泥質土地基進行強夯置換處理時，可一遍逐點逐行完成。4.2.11 如果在施工中遇到地下水位較高，影響正常施工，應采取適當的降水措施。5 材料回填材料選用級配良好的塊石、碎石、礫石土、風化的山皮石、礦渣或建筑廢料等堅硬的粗顆粒料，最大粒徑不超過300mm為宜，且含量不宜超過全重的30%。6 施工機具強夯施工機具主要由履帶式或輪胎式起重機、門式支架、自動脫鉤器和夯錘組成，輔助機械有裝載機、自卸汽車、推土機等。6.1 夯錘夯錘的選用是強夯置換的關鍵。為提高強夯置換的處理深度和成坑速度，夯錘選用自制的異形倒錐臺形夯錘（普通夯錘為圓柱14、形），夯錘底面積為1.3左右，錘底靜接地壓力值不小于100kPa（具體形狀見后附照片）。為了提高夯擊效果，一般沿錘體邊均勻設置4個上下貫通的排氣槽，孔徑30-40cm為宜。滿夯選用錘重10t左右、錘底面積大于5m2的夯錘，以利于表面地基土的夯實。6.2 起重機起重機起重能力應根據強夯置換的能級和錘重選用。一般 20t左右的錘，選用32t以上的履帶式起重機為宜。6.3 門式支架門式支架，高度除滿足落距的要求外，還應考慮錘高、掛脫鉤器高度等并留有一定的空間高度。門式支架在施工之前，必須通過計算，使其支承能力滿足起吊要求。采用門式支架起吊夯錘的優點是：增強起重機起吊的穩定性，保持桿頂位置不變，落錘時15、不會因突然產生的沖擊引起拔桿的顫動和左右晃動，從而保證了夯錘落點重迭性好和施工安全。根據多項工程檢測，帶門架主機的強夯效果明顯優于不帶門架的效果。6.4 自動脫鉤器自動脫鉤器由脫鉤裝置與滑輪組二者合一，強度可靠、施工靈活。當夯錘吊起到設計高度時，與脫鉤器連接的控制鋼絲繩拉緊時，便打開鎖卡使夯錘從吊鉤中滑出自由落向地面。6.5 填料設備采用裝載機，功率以滿足工程需要為宜，通常為ZL50型。6.6 輔助機械為推土機。7 勞動力組織7.1 每個施工班組配備：吊車司機2人，起重人員3人，測量工1人，記錄員1人，修理工2人。7.2 每班配備裝載機司機1人，推土機司機1人。7.3 現場管理人員：項目經理、16、技術負責人、工長、質量檢查員各1人。8 安全措施8.1 遵守機械操作規程，定時保養維護，保證機械運轉正常。8.2 進入施工現場須佩戴安全帽，登高作業佩帶安全帶、防滑鞋，非施工人員嚴禁進入施工現場。8.3 關鍵崗位持證上崗，例如施工工長、質量檢查員、吊車司機、測量人員及起重人員等。8.4 經常檢查起落、脫鉤裝置和鋼絲繩使用情況。8.5 夯錘起吊時，必須先穩錘，夯錘起吊過程中，應密切注視臂桿、門架、鵝頭的穩定情況。8.6 施工中要隨時注意觀察機械運行情況和周邊環境情況。8.7 夯機移位時，應注意起重機及支架的平穩。8.8 夯錘提升后不得在門架下站立穿行。8.9 六級以上大風、大霧及雨雪天氣情況下，17、嚴禁強夯作業。9 質量控制要求9.1 質量標準統一要求（1）夯錘落距偏差：300mm；（2）錘重偏差：100kg；（3）夯擊遍數和順序：符合設計要求；（4）夯點間距偏差：500mm；（5）夯擊范圍和前后兩遍間歇時間：符合設計和規范要求；（6）地基強度和地基承載力應滿足設計要求。9.2 其它技術質量措施（1） 回填材料的級配及質量應符合施工要求。（2） 夯完的夯坑及時推平，不得積水。（3） 施工過程中應密切注意異常情況，如地表隆起、偏差、起錘困難等。（4） 加強季節性施工措施，保證工程質量。（5） 夯后處理效果，需經第三方檢測。10 效益分析強夯置換總的特點是節約材料，縮短工期，造價低，對周圍建18、（構）筑物影響程度小。在相同的工程地質情況下，比碎石樁、預制樁及混凝土灌注樁節約投資20%30%，且加固效果顯著，適用范圍廣，設備簡單，施工方便和節約勞力等優點，具有良好的社會效益和經濟效益。11 工程實例11.1 實例一大連大窯灣外拖箱場站地基強夯工程，總強夯面積7萬余平米，采用強夯置換處理的面積近1萬多平米，該區緊鄰擋土墻，且場地中豎向排水井林立，對側向變形要求高。XX機械施工公司采用1200KN.m強夯置換處理該區域，以3.5m3.5m正方形布點，每點814擊，分34次回填碎石土。該工程于2001年10月開工，并于2002年7月底竣工。該場地強夯置換處理后經大連理工大學檢測，地基承載力219、50Kpa，達到了設計要求，對排水井側向變形觀測結果顯示幾乎沒有位移。被大連港口質量監督站評為優良工程，并受到監理及業主的好評。11.2 實例二北京至珠海高速公路信九段軟土地基處理工程，采用15002000 KN.m填料強夯進行地基處理，夯錘重18T，錘底直徑1.5m，夯孔間距為3.5m正三角形布置，分34次往夯坑內填料。該工程于2001年6月開工，并于2001年8月竣工，經檢測達到設計規范要求，質量優良。11.3 實例三大連大窯灣11、12號泊位基礎處理地基強夯工程，總施工面積近40萬，采用5000KN.m能級強夯、8000KN.m能級強夯和2000KN.m4000KN.m能級強夯置換進行地基處理。強夯置換區位于碼頭前沿，離開沉箱內壁40m范圍內，面積約10萬，采用3m3m正方形布點，能級從沉箱內壁向外，由2000KN.m能級逐漸增大到4000KN.m能級，20擊/點，分兩次填料，最后兩擊夯沉量不大于50mm。最后一遍為1500KN.m能級滿夯。該區域經試夯檢測后于2004年5月開始正式施工，現已交工，經大連理工大學振動與強度測試中心檢測，地基承載力達550Kpa，遠遠大于180Kpa的設計要求。