[发明专利]超高能级强夯与置换兼容施工工艺

说明书

技术领域

本发明属于建筑工程中强夯地基处理阶段强夯的技术领域，具体是一种超高能级强夯与置换兼容施工工艺。 

背景技术

强夯法是一种将几十吨（一般为8-40t）重锤从几十米（一般6-40m）高处自由落下，对土进行强力夯实的方法。强夯法有3种不同的加固机理：动力密实、动力固结和动力置换。 

强夯置换即采用动力置换方式的强夯，在夯坑内不断填加石块、碎石、或其它粗颗粒材料，采用强夯方式强行夯入并排开软土，在软土地基中形成大于夯锤直径的碎石墩，形成类似于碎石桩的复合地基。但强夯置换方式目前常见能级均在4000-6000KNm，置换效果还局限于淤泥、淤泥质土、粘性土等软塑流塑的对地基变形要求不严的地基。本工艺采用超高能级强夯和置换兼容工艺，对于单纯强夯或置换均不宜处理的：大厚度海底松散沉积层、填海地基回填层和沉海底沉积层与回填层间海相淤积软土层软土地基且地基变形要求严格的油罐区等地基处理效果良好。 

另外，现有的地基处理方式，例如采用复合地基处理中的散体桩、刚性桩、粘结强度桩等类型处理方法。由于填土中存在开山岩石，成桩困难，难于施工。直接采用钻孔灌注桩，也难于消除地基土的负摩擦。因此，采用超高能级强夯大直径夯锤，进行置换和密实加固兼容的处理模式是最为可行的处理方法。 

发明内容

本发明为了解决现有地基处理方式不适用于地基变形要求严格的、含有软弱夹层的地下水地基和饱和土地基的问题，提供了一种超高能级强夯与置换兼容施工工艺。 

本发明采取以下技术方案实现：一种超高能级强夯与置换兼容施工工艺，适用于如下原状软弱土地基， 

1）、处理填海地基的回填层；

2）、加固处理海底松散的沉积层；

3）、用置换法处理海底沉积层与回填层之间海相淤积软土层。

具体步骤如下： 

1）在原状软弱土地基上首先回填厚碎石或开山石垫层，使地下水位标高控制在地表1.5米以下； 

2)分三次对地基进行点夯与置换，先低能级预处理，再超高能级、后次夯能级，每次地基点夯与置换的具体步骤为：

①测放主夯点位置；

②原点预夯；

③点夯施工及过程填料；

④填料回填夯坑，清理夯间淤泥，平整场地、测量场地标高；

      3）进行满夯施工，施工完毕后进行场地平整以及测量场地高程。

    在步骤1中，厚碎石或开山石垫层1.5-2米，厚碎石或开山石垫层标高控制在地下常水位上5.0米左右，整体场地标高应控制在最高潮水水位1.0米以上。 

置换深度在8m以内时，加固深度12米以内时，采用10000kN.m强夯，10000 kN.m强夯参数设计如下： 

置换深度在8m以内时，加固深度15米以内时，采用12000kN.m强夯，12000 kN.m强夯参数设计如下：

置换深度在8m以内时，加固深度20米以内时可采用15000kN.m强夯，15000 kN.m强夯参数设计如下：

夯点的夯击次数需要满足以下条件：

（1）墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长；

（2）累计夯沉量为设计墩长的1.5-2.0倍；

（3）最后两击的平均夯沉量满足设计和规范要求。

在夯击过程中采用大直径夯锤，直径为2.52m，若在夯击过程中会出现夯坑出水、夯坑过深、吸锤时，随时进行填料。 

采用本发明所述的超高能级强夯与置换兼容施工工艺，可充分发挥强夯与置换综合处理的优势、各自的能量优势，将强夯技术应用于对于地基变形要求严格的含有软弱夹层的地下水地基和饱和土地基。本发明采用的强夯置换的能级达到10000-15000kN.m，采用大直径夯锤进行置换作业更有利于对于软弱地基土的深层地基加固。本发明采用先低能级、再超高能级、后次夯能级和满夯的分遍强夯组合方式： 

（1）利用“低能级强夯（预夯）”解决超高能级强夯设备在待处理软弱地基上的行车及施工安全问题；

（2）利用超高能级解决海底沉积层交回填区之间海相淤积层的转换，并加固海底软弱沉积层，对于复杂地基，在加固机理上实现置换与密实的兼容；

（3）利用次夯能级进行海相回填层加固；

（4）满夯进行表层加固。