强夯置换施工工法.docx
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强夯置换施工工法
强夯置换施工工艺工法
1、前言
1、1工艺工法概况
强夯置换法是在强夯法和软弱地基换填或者强填相结合而发展起来的一种地基处理方法。
它是采用在软弱地基上换填或者强填一定厚度的碎石、砂砾等透水性材料，利用强夯法的高能量冲击和挤压，将这些粗颗粒料挤压入土中，形成整体层式置换的地基，从而大大地基加固的目的。
1、2工艺原理
强夯置换法加固地基作用机理类似于强夯法，首先在需要强夯置换处理的地基表面填筑一层（厚度根据设计或现场地基软弱地基情况而定）透水性材料（主要为砂砾、碎石、片石等），然后用几吨或几十吨的重锤从高处落下，反复多次夯击地面，对地基进行强力夯实，这种强大的夯击能在地基中产生强烈的冲击波（其中体积波起主导作用，包括纵波和横波）和动应力。
从夯击点发出的纵波和横波向地基纵深方向传播，使地基土经历孔隙压缩、局部液化、可变渗透（动力排水）和时效触变恢复等几个阶段，使原地基土压缩，同时利用强夯法的高能量冲击和振动，将这些粗颗粒料夯入地基内，形成整体层式置换的复合地基。
2、工艺工法特点
2、1强夯置换法适用范围广，可处理的地基土类型广泛。
2、2强夯法加固地基效果显著，强夯加固后可立即投入使用。
2、3强夯法加固地基投入设备少、施工简便、加固费用低，更适用于大规模地基加固。
2、4强夯法加固地基时，可根据上部结构需要，在原地面上选择加固范围，具有直观性和灵活性等特点。
2、5强夯法加固仅改变原地基的物理特性，对地基土及周围环境亦不产生任何化学污染。
3、适用范围
强夯置换法除了适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基外，还适用于处理高饱和度的粉土和软塑～流塑的粘性土等地基对变形控制要求不严的工程。
目前已用于公路、铁路机场、房屋建筑等多方面，效果良好。
4、主要引用标准
《公路路基施工技术规范》JTGF10-2006
《强夯地基技术规程》YSJ209-92YBJ25-92
设计图纸、合同文件
总监办下发的关于强夯施工的工艺要求
5、施工工法
根据设计文件或者现场地基情况，确定要强夯置换的部位、深度、面积。
对需要强夯置换部位进行强填或换填透水性材料。
强夯技术要求：
夯锤重≥10t，落距≥8m；
强夯布点原则：
主夯间距6m梅花型布置，副夯内插于主夯两点之间，每点夯击3次，先主夯，后副夯，主、副夯完成后为一遍，放置3天后进行第二遍夯击。
每次夯击前和夯击后测量和记录夯点标高，并计算两遍夯实之间的高差，待相邻两遍沉降量不超过5cm，认为强夯置换已经完成。
6、工艺流程及操作要点
6.1工艺流程
施工准备
强填、换填、夯区整平
夯点用石灰点点出
定位放线
夯点标高测量
试夯点强夯
再次测量标高
重复n次，达到规定的夯击次数、控制标准沉降量
达到规定沉降量
根据设计要求的夯击顺序
完成全部夯点施工
满夯一遍
平整场地
结束试夯
平整场地，结束强夯
6.2操作要点
6.2.1施工准备
1、现场勘查场地，并结合设计图纸，确定需要强夯置换部位。
2、熟悉图纸等技术文件，编制详细的施工方案，进行技术安全交底。
3、对场地进行清除表土，满足填筑透水性材料要求。
4、施工机械、现场人员及材料齐备，具备开工条件。
6.2.2强填、换填及夯区整平
根据设计要求的强填、换填厚度，选择合适的材料（对于路基来说一般是砂砾、碎石等透水性材料）进行填筑，并用推土机、平地机等对填料进行整平。
6.2.3定位放线
现场用全站仪放样出中线、边线，并选择夯点，主夯点横纵向间距均为6米，副夯点每两个主夯点间布置一个，用白灰标注夯点，以便寻找。
6.2.4夯点标高测量
测量强夯前的逐点标高（含主夯点及副夯点）。
8、根据试夯结果确定强夯工艺，对全部夯点进行强夯。
9、待沉降量均满足要求后，对场地进行整平。
10、再强夯一遍，并再次整平、碾压。
11、进行下一步施工。
6.2.5试夯
（1）在施工前，应先对设计提出的强夯参数或其它替代方案进行试夯。
根据设计单位初步确定的参数提出试验方案，在施工现场有代表的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯或试验性施工。
试验区数量应根据建筑场地复杂程度确定。
（2）通过试夯，以验证本工艺加固处理的可行性，确定最佳夯击能、最佳夯击数、夯坑间距、间隔周期、地面变形量以及填料的最优级配要求和填料量等参数，用于指导大面积的施工。
（3）强夯置换夯点的夯击次数除应通过现场测试确定外，且应同时满足下列条件：
1）两击的平均夯沉量应符合规范及设计要求。
2）、地基承载力满足设计要求。
（4）经检测满足要求后，提交强夯置换试验段报告，经批复后用于指导大面积施工。
6.2.6进行全面强夯施工
根据试夯结果，确定夯击参数，并据此进行大面积强夯施工，直至最后两遍的沉降量满足要求。
6.2.7平整场地并再次强夯
对强夯后的夯点填筑适量透水性材料，并再次布置夯点在整个段落满夯一遍，再次整平碾压，并结束该段落的强夯置换工作。
6.2.8其他控制要点
（1）夯击能（落距）确定
根据工程所需的夯击能和选定的锤重，即可确定相应的夯锤落距。
开工前，应检查夯锤的质量和落距。
施工过程中，落距应通过钢丝绳长度锁定控制，并在钢丝绳做出落距标志。
施工过程中对夯锤落距的的偏差要求，一般控制在30cm以内。
（2）夯点间距及布点形式
强夯置换布点形式应根据基础形状和宽度采用梅花形布置。
第一遍夯击点间距可取夯锤直径的2.5~3.5倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。
（3）标高控制
开工后，首先对施工场地进行清理、整平。
在标出夯点位置后，逐个夯点进行夯前标高测量。
待强夯整平结束后，一定要确保夯后标高达到设计标高位置。
（4）夯击时应观测对周围构筑物的影响，发现问题及时处理。
7劳动力组织
每个班组配备强夯机司机2人，辅助挂钩人员1人，测量工1人，记录员1人，推土机司机1人，平地机司机1人。
现场管理人员：
项目经理、技术负责人、工长、质量检查员各1人。
8、主要施工机具
强夯施工机具主要由履带式或轮胎式起重机、门式支架、自动脱钩器和夯锤组成，辅助机械有装载机、自卸汽车、推土机、平地机等。
8.1强夯机
满夯选用锤重10t左右、锤底面积大于5m2的夯锤，以利于表面地基土的夯实。
强夯机可选用履带式活轮胎式强夯机。
8.2自动脱钩器
自动脱钩器由脱钩装置与滑轮组二者合一，强度可靠、施工灵活。
当夯锤吊起到设计高度时，与脱钩器连接的控制钢丝绳拉紧时，便打开锁卡使夯锤从吊钩中滑出自由落向地面。
9质量控制
9.1/出现的质量问题
（1）、沉降量测量不准确，不能达到设计要求；
（2）、漏掉夯点，导致局部没有进行强夯置换。
9.2/保证措施
（1）、最好用全站仪定位夯点，福测时用全站仪和和水准仪配合，逐个夯点进行测量，避免出现测量错误。
（2）、事先对强夯置换段落进行分区，每个区进行强夯，这样可以避免漏点。
9.3、质量标准统一要求
（1）、夯锤落距偏差：
±300mm；
（2）、锤重偏差：
±100kg；
（3）、夯击遍数和顺序：
符合设计要求；
（4）、夯点间距偏差：
±500mm；
（5）、夯击范围和前后两遍间歇时间：
符合设计和规范要求；
（6）、地基强度和地基承载力应满足设计要求。
9.4、其它技术质量措施
（1）、置换材料的级配及质量应符合施工要求。
（2）、夯完的夯坑及时推平，不得积水。
（3）、施工过程中应密切注意异常情况，如地表隆起、偏差、起锤困难等。
（4）、加强季节性施工措施，保证工程质量。
10、安全措施
10.1、主要安全风险分析
提升伤害、强夯机在施工过程中由于钢丝绳有断丝现象、人员操作不合理等，导致夯锤意外脱钩，造成伤害。
车辆伤害，现场的各种辅助机械在运行过程中容易造成人员伤亡事故。
10.2、保证措施
（1）、遵守机械操作规程，定时保养维护，保证机械运转正常。
（2）、进入施工现场须佩戴安全帽，登高作业佩带安全带、防滑鞋，非施工人员严禁进入施工现场。
（3）、关键岗位持证上岗，例如施工工长、质量检查员、吊车司机、测量人员及起重人员等。
（4）、经常检查起落、脱钩装置和钢丝绳使用情况。
（5）、夯锤起吊时，必须先稳锤，夯锤起吊过程中，应密切注视夯机的稳定情况。
（6）、施工中要随时注意观察机械运行情况和周边环境情况。
（7）、夯机移位时，应注意起重机及支架的平稳。
（8）、夯锤提升后不得夯机旁边停留
11、环保措施
换填时挖出的淤泥等废土应弃于专门的弃土场，不得随意堆放倾倒。
强夯实注意周围环境、避免对居民及公共场所造成振动，影响正常的生活办公。
12、应用实例
12.1工程简介
抚通高速公路（抚顺旺清门至南杂木）第七合同段范围内有约11万平方米原地表需要换填并强夯，设计换填及强填厚度为80厘米的透水性材料。
12.2施工情况
项目2009年6月开工，2009年8月对全线需要强夯置换的段落进行了统计，并上报总监办、指挥部得到批准。
2009年8月到2009年10月，对全线的部分强夯置换段落进行了强夯处理。
采用强夯机的夯锤重量为10t，提升高度为8米。
锤底面积为4.9平方米，每分钟月4击。
实际每台机械每个台班完成约1500平方米。
12.3工程结果评价
经过强夯置换，原软弱地基的压实度均达到96%以上，满足设计要求，加固效果显著，受到指挥部和总监办的表彰。
该方法具有设备简单，施工方便、节约劳力等优点，同时产生的机械费和人工费用数量不多。
具有良好的社会效益和经济效益。
12.4建设效果及施工图片
试验夯
主夯
夯击并补填
最后一遍强夯
强夯置换效果1
强夯置换效果2
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