强夯置换施工工艺

工艺概述

强夯置换法利用带有脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备,反复将重锤提升到一定高度,并使其自由落下给地基以强大的冲击和振动能量,在夯坑内不断填加石块、碎石或其它粗颗粒材料，强行夯入并挤开周边软土，在软土地基中形成大于夯锤直径的碎石墩，这种碎石墩一方面有置换作用，使建筑物荷载向桩体集中；另一方面是强夯加密作用，在强夯处理饱和细颗粒土类地基时必须给予排水的路径。

强夯置换适用于碎石土、砂土、低饱和度粉土和黏性土、湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基加固处理。 作业内容

1.平整场地；2.夯墩布置；3.机械就位；4.起吊夯锤到预定高度 5.自由下落夯锤夯击；6.起吊夯锤到预定高度；7.夯坑回填置换材料；8.反复夯击回填料到与坑顶平；9.移位 质量标准及验收方法

1.强夯置换处理地基施工结束后 28 天进行质量检验，检验结果应符合设计要求。

2.强夯置换应采用动力触探对墩身密实度进行随机检验，检验数量为总墩数的 2‰，且不少于 3 根；采用静力触探检查墩间土的强度，每 3000 ㎡抽样检验 6 点。

3.强夯置换墩承载力检验应采用单桩平板载荷试验，检验数量为总墩数的 2‰，且不少于 3 根。 工艺流程图

强夯置换处理工艺流程见图

工艺步骤及质量控制说明

一、工艺步骤

1.施工前先开挖、清理并平整施工场地至起夯面标高并做好防震措

施。按设计要求选取合适的强夯锤及施工机械。

2.各夯点应放线定位。夯完后检查夯坑位置，发现偏差及漏夯应及时纠正。

2.当地表土软弱或地下水位较高，夯坑底积水影响施工时，采用人工降低地下水位或铺填一定厚度粗颗粒材料的垫层，使地下水位低于坑底面以下 2 m。坑内或场地积水应及时排除。

3.起重机就位，夯锤置于夯点位置，调整脱钩装置限位钢丝绳，使夯锤落高达到夯击能量的要求，开始强夯置换施工。

4.夯前观测孔隙水压力，每次夯击后均按相关要求的时间及频次观测孔隙水压力，以掌握准确的超静孔隙水压力消散过程。

5.强夯及强夯置换施工时对每一个夯击点的夯击能量、夯击次数和每次夯沉量等进行详细记录。

6.夯击工作前，首先检验夯锤平衡状态，不能满足要求时，须采取锤边焊钢板或增减混凝土等办法使其平衡，避免夯坑倾斜。

7.用水准仪测量夯击深度(零高度和累计差位)并记录。 8.夯击时，落锤保持平稳，夯位正确。如错位或坑底倾斜度过大，及时用级配良好的片石或碎石将坑填平并记录填料方量。

9.夯击过程中，边夯边往夯坑中填入天然级配砂卵石。当夯坑过深发生起锤困难或坑壁坍塌时向夯坑内填满料，记录填料数量。当夯点周围土体隆起影响时，应随时用挖掘机清理并运走，并补充缺失的砂石工作面层。如此重复直至达到规定的夯击次数及应满足的条件， 完成一个置换墩体的夯击。每夯击 1 遍后，测量场地平均下沉量。

10.施工时做好现场测量控制桩、控制网、试验夯击位置布点等保护。

11.换夯点，重复步骤（3）～步骤（5）完成第一遍全部夯点的施工。重复步骤（2）～步骤（12），完成第二遍强夯置换施工。 二、质量控制

1.强夯的定位控制

主夯点的定位精度,直接影响碎石桩的成桩效果和质量。为确保碎石桩的施工质量,施工前在建筑场地周围设 3～4 个永久性平面及高程控制点,施工过程中及时进行检查校核。

2.碎石桩置换体垂直度控制

（1）架立龙门架时应做到垂直平正。

A.选择合适的脱钩器,保证脱钩后夯锤底面平行于地面,防止夯锤倾斜。

B.强夯置换墩体材料应采用级配良好的块石、碎石、矿渣等坚硬粗颗粒材料，粒径大于 300mm 的颗粒含量不宜超过总重的 30%，向夯坑内填料时,保证填料与上表面平,且填料级配均匀,避免一边粗料一边细料。 3.置换深度控制

置换深度是指主夯点的置换体高度,它取决于地基土的物理力学性能和夯击能量。强夯置换引起的土体变形很大,选择夯击能量应大于普通强夯的夯击能量。在相同的夯能和地质条件下,轻锤高落距主要加固浅层土,重锤低落距主要加固深层土。在主夯点置换体成桩过程中,选择重锤低落的夯锤,在对桩间土实施低能级满夯时,选择轻锤高落距。置换深度的大小与夯锤直径有关。在夯能、夯距、

与地质条件相同的条件下,夯锤直径越小,对地基土的贯入作用越好。为取得较大的置换深度,选择直径较小的夯锤。

3.各遍夯击之间时间间隔的控制

在夯能作用下,土体的压缩主要是土体孔隙体积的减小,土颗粒相应发生移动、挤密。对饱和软土而言,压缩主要是孔隙水被挤出。孔隙水的排出、土体颗粒移动、挤密都要经过一定的时间。只有当上一遍强夯所产生的超孔隙水压力消散之后,才能进行下一遍的强夯。根据孔隙水压力观测结果,本次施工以 4 d 为一个周期。

施工机械及工艺装备 强夯置换施工机械及工艺装备见表

强夯置换施工机械配置表

序号 1 2 3 4 5 6 机具设备名称 夯锤 起重设备 自动脱钩装置 推土机 装载机 自卸汽车 机具数量 1 个 1 台 1 套 1 台 1 台 1 台 强夯置换施工用 强夯置换施工用 备注 作业组织

每台强夯设备需配备的劳动力组织见表 序号 1 2 3 4 5 6 工种 起重机司机 推土机司机 装载机司机 机修工 测量工 其他 人数 2 2 2 2 3 若干 职责 负责起重机操作工作 负责推土机操作工作 负责装载机操作工作 负责检修维护机械设备 负责工作测量及施工过程记录工作 负责管理、填料及辅助工作 材料消耗

强夯置换施工主要材料消耗为碎石，材料消耗取决于碎石桩的桩径及桩长 生产效率

强夯置换施工生产效率一般每套每月 4000~8000 ㎡。 安全生产及环境保护 一、安全生产

1.对全体施工人员进行安全技术教育和安全技术交底。 2.作业人员有相对稳定的劳动组合。

3.进入现场携带规定的安全防护用品，非工作人员严禁进入工作区域。

4.进场设备选用满足工作要求，安全装置能有效防止夯击时起重机臂杆在突然卸重时发生后倾和减少臂杆振动。

5.吊机起重臂活动范围内要有明显的警示标志。

6.夯机驾驶室前安装安全防护网，夯锤下落位置与施工人员的安全距离为 20 m。

7.施工时应随时观察机械的工作状态，发现问题及时予以解决。二、环境保护

经常观察振动对附近建筑物的影响，在建筑物附近可挖防震沟，深度应超过该建筑物的基础深度。

施工场地内的各种废弃物要分类堆放，定期按规定处理，防止乱丢乱扔。

施工垃圾、生活垃圾定期清理，以免污染环境。