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強(qiáng)夯和沖擊碾壓技術(shù)與應(yīng)用比較
2012-07-12 來源:期刊之家
強(qiáng)夯和沖擊碾壓是兩種新型的地基加固方式,這兩種施工工藝無論在壓實度和影響深度都大于普通光輪壓路機(jī)和振動壓路機(jī),因此目前被廣泛應(yīng)用于地基深加固和高填方路基的施工中。但是由于兩者的應(yīng)用范圍并不完全相同,現(xiàn)將這種施工工藝的技術(shù)和應(yīng)用情況進(jìn)行分析比較,以便對現(xiàn)場的施工方案選擇進(jìn)行指導(dǎo)。

  一、施工原理

  1、強(qiáng)夯:

  強(qiáng)夯是指利用起重設(shè)備將夯錘起吊到一定高度,而后利用自動脫鉤釋放重錘使其自由落下,其動能對地基土施加很大的沖擊能,在地基土中形成沖擊波和動應(yīng)力,提高地基的強(qiáng)度。

  強(qiáng)夯一般采用先點(diǎn)夯后滿夯的方法,地基土經(jīng)點(diǎn)夯后,承載力提高,最后采用小夯擊能滿夯,使整個場地淺表層又得到加固。

  強(qiáng)夯可以使土體結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化,地基土重新固結(jié),降低土的壓縮性,改善其抗液化能力,消除濕陷性等,從而提高土層的均勻程度,減少將來可能出現(xiàn)的差異沉降。強(qiáng)夯的影響深度通常在4米以上,隨著夯擊能增大,有效處理深度增加,最大可達(dá)10米左右。

  2、沖擊碾壓:

  沖擊碾壓是利用沖擊壓路機(jī)多邊形凸輪向前滾動,重心高度交替變化,在地基頂面進(jìn)行沖擊碾壓的連續(xù)作業(yè),從而對地基產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力。隨著沖擊碾壓遍數(shù)的增加,由上至下碾壓而增加密實度,形成一定厚度的沖碾均勻加固層,使地基土得以壓實,從而使路基的綜合強(qiáng)度與穩(wěn)定性得到全面提高。

  沖擊碾壓兼具沖擊和碾壓兩種作用,因此具有強(qiáng)夯和振擊的雙重效果。同強(qiáng)夯相比,沖擊碾壓雖然加固深度較小,但沖擊能較小,不易破壞土體結(jié)構(gòu),可以實現(xiàn)連續(xù)沖擊,施工工效比強(qiáng)夯高數(shù)倍。

  二、施工方法和施工步驟

 ?。ㄒ唬?qiáng)夯

  1、強(qiáng)夯施工方法

  強(qiáng)夯施工時一般先進(jìn)行高能級點(diǎn)夯,點(diǎn)夯完成后,再進(jìn)行低能級的滿夯。強(qiáng)夯的能級是夯錘重量與夯錘落下高度的乘積。工程中常用的點(diǎn)夯能級為1000KNm-5000 KNm之間,常用的滿夯能級為500-1000 KNm。

  點(diǎn)夯分連續(xù)點(diǎn)夯和間隔點(diǎn)夯,連續(xù)點(diǎn)夯是按照設(shè)計圖紙的夯點(diǎn)布置圖逐一進(jìn)行點(diǎn)夯,間隔點(diǎn)夯是分兩遍進(jìn)行隔點(diǎn)點(diǎn)夯。夯點(diǎn)的布置形狀有三角形、梅花形、正方形等,單點(diǎn)夯擊次數(shù)通常根據(jù)現(xiàn)場試驗確定,且必須保證最后兩擊的夯沉量不大于設(shè)計要求,一般要求為5cm。點(diǎn)夯完成后再進(jìn)行滿夯,滿夯必須保證夯點(diǎn)之間的搭接不小于1/4夯錘,以保證基礎(chǔ)表面整體的密實度。

  2、強(qiáng)夯施工步驟:

 ?、?清理并平整施工場地;

 ?、?標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置,并測量場地高程;

 ?、?起重機(jī)就位,使夯錘對準(zhǔn)夯點(diǎn)位置;

  ⑷ 測量夯前錘頂高程;

  ⑸將夯錘起吊到預(yù)定高度,待夯錘脫鉤自由下落后,放下吊鉤,測量錘頂高程;

 ?、?按設(shè)計規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn),完成一個夯點(diǎn)的夯擊,檢查每個夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和夯沉量。

  重復(fù)步驟⑶至⑹,完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊;

  ⑺ 用推土機(jī)將夯坑填平,并測量場地高程;

 ?、?在規(guī)定的時間間隔后,按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù),最后用低能量滿夯,將場地表層松土夯實,并測量夯后場地高程。

 ?。ǘ_擊碾壓

  1、沖擊碾壓施工方法:

  沖擊碾壓與振動碾壓的施工方法基本相同,一般與振動壓路機(jī)配合使用,沖擊碾壓的影響深度一般在4米左右,行駛速度在12km/h時壓實效果最佳。沖擊壓路機(jī)壓實力是同噸位靜碾的10倍、壓實效率是同噸位振動壓的3-4倍,影響深度是同噸位振動壓的3-4倍。

  沖擊碾壓的遍數(shù)具體根據(jù)碾壓沉降量觀測值來確定,一般為20遍,作業(yè)收斂遍數(shù)最后5遍的沖擊碾壓沉降量通常不大于1cm。在已成型的路基上沖擊碾壓20遍后,相當(dāng)于對地面產(chǎn)生沖擊力200t-250t,1.5m層厚范圍內(nèi)壓實度增加3-5個百分點(diǎn),密實度可達(dá)到95%-98%。

  2、沖擊碾壓施工步驟

 ?、?清理并平整施工場地,采用光輪壓路機(jī)靜壓。

 ?、?分區(qū)劃線,確定沖擊碾壓行走路線、行走速度和沖擊遍數(shù)。

  ⑶記錄好碾壓前地面高程,水準(zhǔn)點(diǎn),中樁位置原始資料。

 ?、冗M(jìn)行沖擊碾壓作業(yè)。

 ?、蓧簩嵍葯z測,對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比以確定沖擊壓實后的沉降量。

  ⑹道槽整型,保證高程、平整度、壓實度等指標(biāo)符合設(shè)計,用人工配合光輪壓路機(jī)碾壓2~3遍,達(dá)到道槽驗收標(biāo)準(zhǔn)為止。

  三、應(yīng)用范圍比較

  1、強(qiáng)夯的應(yīng)用范圍

  強(qiáng)夯法加固地基,能代替某些樁基礎(chǔ)而節(jié)省鋼材、木材和水泥,而且速度快、效果好、投資少,是一種經(jīng)濟(jì)、簡便的地基加固方法。因強(qiáng)夯的影響深度在4m以上,強(qiáng)夯還可用來處理溶洞、落水洞等地質(zhì)病害。

  強(qiáng)夯法最適宜的施工條件:

 ?。?)處理深度一般不超過15m;

 ?。?)地下水位距地表面2~3m為宜;

 ?。?)夯擊對象最好為粗顆粒土組成;

 ?。?)施工現(xiàn)場距原有建筑物應(yīng)有足夠的安全距離,一般宜大于10m;

 ?。?)對于飽和軟土,地表面應(yīng)鋪一層較厚的礫石、砂士等填料。

  強(qiáng)夯法以其經(jīng)濟(jì)易行,效果顯著、設(shè)備簡單,施工便捷,節(jié)省材料,質(zhì)量容易控制,適應(yīng)范圍比較廣泛,施工周期短等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛應(yīng)用。由于強(qiáng)夯會對基礎(chǔ)和周圍土體產(chǎn)生強(qiáng)大的振動沖擊作用,故不宜用于建筑物密集的區(qū)域。

  2、沖擊碾壓的應(yīng)用范圍

  沖擊碾壓采用強(qiáng)大的沖擊力對土體施加沖擊壓實功能,可以使土體形成密度很高的板塊,提高了路基強(qiáng)度和承載力,有效降低了路基工后沉降,保證了路基的填筑質(zhì)量。沖擊碾壓還可以直接對舊路面進(jìn)行沖擊破碎碾壓,使舊路面得到重新利用。經(jīng)沖擊碾壓的路基沉降量在4cm以內(nèi),密實度可提高3個百分點(diǎn)。

  沖擊碾壓最適合的施工條件:

  1、高填方路基、填挖交界處的增強(qiáng)補(bǔ)壓。

  2、濕陷性黃土等特殊土地基加固處理。

  3、舊路加寬及舊路改造施工。

  4、粘性土、沙礫石和土石混合料填料

  5、不宜使用強(qiáng)夯的區(qū)域可代替強(qiáng)夯使用。

  沖擊壓路機(jī)由于影響深、速度快,目前被廣泛地應(yīng)用到工程施工中,對于暴露地基內(nèi)部缺陷,避免隱患,提高施工質(zhì)量起到顯著的效果。但由于沖擊壓路機(jī)行駛速度快,沖擊力大,對附近的構(gòu)造物、精密儀器儀表等會有一定的震動與噪音影響,采用前需事先調(diào)查論證。另外砂性土或摻石灰水泥的改良土不宜采用沖擊碾壓。
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