組合錘法地基處理施工工藝的製作方法
2023-06-14 05:15:46 2
專利名稱：組合錘法地基處理施工工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及建設工程地基處理施工技術領域，尤其是涉及一種對各類軟弱地基土進行加固處理的組合錘法地基處理施工工藝。
背景技術：
各類軟弱地基土的處理主要是採用強夯置換技術來實現。傳統的強夯及強夯置換技術是法國人梅那發明並首先運用於房屋建築地基處理工程中，它是第一代強夯置換技術，採用單一的重錘反覆夯擊鬆軟地基土，達到夯實地基土的目的。當軟弱地基土層較厚或土層情況複雜時，其加固效果往往達不到設計的要求。採用傳統的強夯置換法，雖然可形成置換墩體，但著底不容易控制，墩間土的擠密效果和承載力均難以滿足工程對地基的強度要求。為了提高夯擊能只有靠提高夯錘的重量和錘高來實現，這樣工程造價、工期和質量均成為難以估算的難題。新型柱錘強夯(置換)法地基處理施工技術是在傳統強夯(置換)法的基礎上開發研製的第二代強夯置換技術，它在不改變錘重和落距的條件，充分發揮新型柱錘具有靜壓值和動壓當量大的優勢，形成長錘、柱錘和扁錘分別對深層土、中層土和表層土進行夯實處理，形成由無數甲字形單墩組合的筏板土體，從而較大地提高有效加固深度和地基土的承載力。該技術與傳統強夯(置換)法相比較雖具有很大的進步和優越性，但對淤泥、淤泥質土、飽和的雜填土及軟型狀粘性土處理效果差，承載力提高的幅度不高，並還常常發生夯坑深度不足，吸錘和軟場地行機困難等施工難題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種對各類軟弱地基土或深厚的回填土(開山造地填土等)進行加固處理、降低工程造價、施工簡易、效果明顯的組合錘法地基處理施工工藝。本發明的目的是這樣實現的 一種組合錘法地基處理施工工藝，特徵是
1、採用幾種不同直徑、形態和壓強的夯錘進行合理的組合，並利用不同的夯錘所產生的不同的動壓當量，形成置換或夯實的墩體，達到提高土體有效加固深度和地基承載力的目的；
2、利用對墩體施工過程中所產生的側向擠壓作用，有效加固密實墩間土。該施工工藝按以下步驟完成的
1、當施工場地表層土為淤泥、淤泥質土等軟弱土層，不能滿足吊機行走和施工操作要求時，採用試夯確定的置換料鋪滿施工場地，採用扁錘進行滿夯，且夯印搭接在1/4錘徑以上，當表層土承載力特徵值達到60Kpa時停錘；
2、平整場地先按設計要求放線布點，夯機就位，準備施打；
3、第一道工序深層擠密採用長錘點夯1 2次，形成設計預定深度的夯坑後，用試夯確定的置換料回填，實夯後形成深層置換墩體；
34、第二道工序中層擠密採取柱錘夯擊1 2次，利用深層置換體傳力杆再形成夯坑後，採用試夯確定的置換料回填，形成中層夯實置換墩體；
5、第三道工序為淺層夯實採用扁錘進行全場普夯，第一次採取夯擊能1000-2000kNm 連續二擊，第二次採取500-900 kNm夯擊能夯擊一次且夯印搭接在1/3錘徑以上，最終形成該夯點的梯形置換墩體；
6、每道工序每次的夯擊數、夯坑深度和停夯標準均按事先試驗的試夯區確定施工參數規定執行；
7、兩遍夯擊之間的間隙期對於滲透係數小於10_5cm/s的粘性土地基，間隔期不宜少於一周，對於滲透性好的地基，可連續夯擊；
8、停錘標準在夯坑周圍地面無過大的隆起和夯坑過深造成拔錘困難的條件下，長錘最後兩擊的平均夯沉量為200土40 mm ；柱錘扁錘最後兩擊的平均夯沉量為100±20mm時停錘，進入下一輪施工。長錘的直徑1-1. 5m，錘重為10_20t，錘底的靜壓力值採用74-200 kN/ m2，長錘的作用主要穿越土層形成2. 0-8. 0 m的夯坑，夯坑的直徑為0. 6-2. 0 m，長錘的錘型為圓柱形或圓錐形中的一種。柱錘的直徑為1. 6-2. 0m，錘重10_20t，錘底的靜壓力值採用30 50KN/ m2，柱錘的作用在於對中層土體進行有效的夯實，柱錘採用的靜壓力值是目前國內1000-2000 kNm 單擊能下常採用最佳靜壓力值，柱錘可形成3-5m的夯坑，夯坑直徑為2. 0-2. 5m,柱錘的錘型為圓柱形。扁錘的錘重5_15t，主要用於表層夯實和淺層夯實。組合錘法地基處理施工工藝是通過普通強夯錘和新型柱錘的研究改進，形成由不同直徑、高度、重量(10_20t)和形狀的夯錘組成的錘群，稱為組合錘以及與之配套的施工工藝技術，合稱為組合錘法地基處理施工工藝。經過處理後的地基可形成多個梯形置換墩體， 組合錘梯形置換墩體的土體筏板厚度要比普通強夯置換法丁字型筏板和新型柱錘強夯(置換)法甲字型筏板厚度都厚大。因此，它能產生新的綜合處理效果，不僅能夠達到設計要求的有效加固深度，大大夯實擠密墩間土，而且可以大幅度提高地基承載力和減少地基的變形。同時隨著夯振深度的增加和置換材料本土性(採用原土或就地建築廢舊骨料等)，還具有明顯的減振作用和節能降耗的環保效應。組合錘法地基處理施工工藝分別對軟弱土表層、深層、中層和淺層進行加固處理， 達到表層走機和加大有效加固深度，製造厚度大的土體閥板以大幅度提高承載力的全過程處理的目的。本發明與強夯置換法及其它樁複合地基處理方法比較更為突出的是可針對不同的工況，選用合適的錘型進行強夯處理。形成長度大的「柱形墩體」。該柱形墩體同時起到「傳力杆」作用，在夯實過程中產生和傳遞豎向和側向擠壓力，擠密了墩間土和墩底土。 同時，夯坑深度和直徑可按設計要求和土性(地基土)調節，夯內置換料則可按承載力要求和土性特點回填原土或其它置換料，形成夯實墩或置換墩，多個墩點疊加更形成了厚度較其它強夯置換法大的梯形墩體筏板。這樣，不僅可大幅度提高地基的承載力，直接減少建築物沉降量和沉降差，並可實現增加有效加固深度和墩間土擠密效果。利用不同樁型的動壓當量和振動波傳遞特性，達到對土體表層、深層、中層和淺層的綜合加固效果。本發明具有如下特點1、本發明實施後，能將淤泥、淤泥質土等軟弱土層且強度小於60kpa、吊機不能在場地內行走的工程施工場地，變為場地的地基強度達到60kpa以上，從而保證吊機在場地內行
走施工。2、組合錘法地基處理施工工藝，按照表層、深層、中層和淺層全場普夯的新的施工順序，分五次施工工藝完成土體的強夯置換施工，形成了梯形擠密置換墩體的傳力模式，該模式比傳統強夯置換法丁字形墩體傳力模式和新型柱錘甲字形墩體的傳力模式更具有優勢，更為安全可靠。3、本發明是根據工程處理施工和場地土層的處理需求，發揮錘體的靜壓力值和動壓當量等物理特性，將夯錘設計為長錘(由長形錘和圓錐形錘組成)、柱錘和扁錘(由普通扁錘和片錘組成)，形成「夯錘工具箱」，稱為組合錘。A、組合錘的分工
(1)長錘的錘底的直徑1-1. 5m，長錘的錘重10-20t，靜壓力值採用74_200kN/ m2，長錘的作用主要穿越土層形成2. 0-8. Om的夯坑，夯坑直徑為0. 6-2. Om0它主要用於深層土的衝夯，形成深夯坑和置換體傳力杆。當土層吸住長錘難以拔出長錘時，可採用下小上大的圓錐形長錘。在夯坑中填入置換料，經夯實後形成深層置換體傳力杆，即初始擠密置換墩。通過該深層置換體傳力杆，可以將夯擊能形成的壓縮波和剪切波向豎向和橫向土體傳送，達到墩端土和墩間土的深層擠密作用，從而可大大加深土的有效加固深度和深層土體的強度。(2)、柱錘的直徑為1.6-2. 0m，錘重10-20t，錘底靜壓力值採用30 50 kN/m2，柱錘的作用在於對中層土體進行有效的夯實，柱錘採用的靜壓力值是目前國內1000-200 kNm 單擊能下常採用最佳靜壓力值，柱錘可形成3-5m的夯坑，夯坑直徑為2. 0-2. 5m。主要用於中層土的強夯置換，形成置換墩體。它的特點是針對地基原始強度的大小，選擇最佳的錘底面積和靜壓力值，以減小對地基土體的衝切力，提高強夯的效率，達到加大有效加固深度的目的。(3)、扁錘的錘重5_15t，主要用於表層夯實和淺層夯實。B、組合錘的應用特點
(1)、採用低級夯擊能1000-2000 kNm,錘重10_20t，吊機落錘高度為10m，符合國情，
經濟，普及。(2)、發揮錘底面積，錘型的潛力，以低級夯擊能達到中高級夯擊能的強夯效果。降低工程造價，施工簡易，效果明顯。C、組合錘的施工應用的特點
(1)、第一道工序深層擠密，達到對深層土體的加固作用，起到一豎向密實墩體傳力杆作用；
(2)、第二道工序中層擠密，起到對中層土體的加固作用，形成一豎向呈上大下小的密實墩體；
(3)、第三道工序淺層夯實，形成豎向上呈上大下小的甲字形眾多墩體，頂面呈一個密實頂板，類似於鋼筋混凝土基礎中的「樁筏基礎」形式，在徑向面上形成了置換墩體、擠密體、影響體。4、長錘較普通夯錘和新型柱錘的外型高，直徑小，在同等夯擊能的條件下，其衝切力大，夯錘衝入土層的深度就更深，所產生的噪聲和表層振動也隨之小得多。對附近居民的生活的幹擾影響也隨之減小，同時長錘形成的深層置換墩體，對後續夯擊中層和淺層土體具有減少地基振動的減震作用，突顯其環保功能。5、本發明的墩體置換料可大量利用場地原土和建築拆除的廢舊硬骨料等當地材料，節省高能耗建材(鋼材、水泥等)，具有節能降耗、降低地基處理造價的效果。組合錘法地基處理施工工藝是在強夯及強夯置換法和新型柱錘強夯(置換)法地基處理施工工藝的基礎上開發研究，開發研製的第三代強夯及強夯置換法地基處理技術。 它不僅充分發揮了傳統強夯(置換)法和新型柱錘強夯(置換)法的技術優勢，同時又將該施工工藝技術發展到一個新的高度，成為適合各類軟弱地基土、加固處理效果更佳的全新施工工藝技術。
圖1為組合錘法形成的複合地基處理模型圖2為形成上部呈整體筏板、下部為梯形墩體的受力模型圖； 圖3為組合錘法地基處理、徑向、豎向承載力變化的趨勢圖。
具體實施例方式下面結合實施步驟對本發明作進一步詳細說明。一種組合錘法地基處理施工工藝，特徵是
1、當施工場地表層土為淤泥、淤泥質土等軟弱土層，不能滿足吊機行走和施工操作要求時，採用試夯確定的置換料鋪滿施工場地，採用扁錘進行滿夯，且夯印搭接在1/4錘徑以上，當表層土承載力特徵值達到60Kpa時停錘；
2、平整場地先按設計要求放線布點，夯機就位，準備施打；
3、第一道工序深層擠密選用直徑1-1.5m、錘重為20t的圓錐形長錘，錘底的靜壓力值採用74-200 kN/ Itl2，採用長錘點夯1 2次，形成設計預定深度的夯坑後，用試夯確定的置換料回填，實夯後形成深層置換墩體；
4、第二道工序中層擠密選用直徑為1.6-2. 0m、錘重IOt的圓柱形柱錘，錘底的靜壓力值採用30 50KN/ Hf，採取柱錘夯擊1 2次，利用深層置換體傳力杆再形成夯坑後，採用試夯確定的置換料回填，形成中層夯實置換墩體；
5、第三道工序為淺層夯實採用錘重15t的扁錘進行全場普夯，第一次採取夯擊能 1000-2000 KNm連續二擊，第二次採取500-900 kNm夯擊能夯擊一次且夯印搭接在1/3錘徑以上，最終形成該夯點的梯形置換墩體；
6、每道工序每次的夯擊數、夯坑深度和停夯標準均按事先試驗的試夯區確定施工參數規定執行；
7、兩遍夯擊之間的間隔期對於滲透係數小於10_5cm/s的粘性土地基，間隔期不宜少於一周，對於滲透性好的地基，可連續夯擊；
8、停錘標準在夯坑周圍地面無過大的隆起和夯坑過深造成拔錘困難的條件下，長錘最後兩擊的平均夯沉量為200土40 mm ；柱錘扁錘最後兩擊的平均夯沉量為100土20mm時停錘，進入下一輪施工。
權利要求
1.一種組合錘法地基處理施工工藝，其特徵在於(1)採用幾種不同直徑、形態和壓強的夯錘進行合理的組合，並利用不同的夯錘所產生的不同的動壓當量，形成置換或夯實的墩體，達到提高土體有效加固深度和地基承載力的目的；(2)利用對墩體施工過程中所產生的側向擠壓作用，有效加固密實墩間土。
2.根據權利要求1所述的組合錘法地基處理施工工藝，其特徵在於該施工工藝按以下步驟完成(1)、當施工場地表層土為淤泥、淤泥質土等軟弱土層，不能滿足吊機行走和施工操作要求時，採用試夯確定的置換料鋪滿施工場地，採用扁錘進行滿夯，且夯印搭接在1/4錘徑以上，當表層土承載力特徵值達到60Kpa時停錘；(2)、平整場地先按設計要求放線布點，夯機就位，準備施打；(3)、第一道工序深層擠密採用長錘點夯1 2次，形成設計預定深度的夯坑後，用試夯確定的置換料回填，實夯後形成深層置換墩體；(4)、第二道工序中層擠密採取柱錘夯擊1 2次，利用深層置換體傳力杆再形成夯坑後，採用試夯確定的置換料回填，形成中層夯實置換墩體；(5)、第三道工序為淺層夯實採用扁錘進行全場普夯，第一次採取夯擊能1000-2000 kNm連續二擊，第二次採取500-900 kNm夯擊能夯擊一次且夯印搭接在1/3錘徑以上，最終形成該夯點的梯形置換墩體；(6)、每道工序每次的夯擊數、夯坑深度和停夯標準均按事先試驗的試夯區確定施工參數規定執行；(7)、兩遍夯擊之間的間隙期對於滲透係數小於10_5cm/s的粘性土地基，間隔期不宜少於一周，對於滲透性好的地基，可連續夯擊；(8)、停錘標準在夯坑周圍地面無過大的隆起和夯坑過深造成拔錘困難的條件下，長錘最後兩擊的平均夯沉量為200土40 mm ；柱錘扁錘最後兩擊的平均夯沉為100±20mm時停錘，進入下一輪施工。
3.根據權利要求2所述的組合錘法地基處理施工工藝，其特徵在於長錘的直徑 1-1. 5m，錘重為10-20t，錘底的靜壓力值採用74-200 kN/ m2，長錘的作用主要穿越土層形成2. 0-8. 0 m的夯坑，夯坑的直徑為0. 6-2. 0 m，長錘的錘型為圓柱形或圓錐形中的一種。
4.根據權利要求2所述的組合錘法地基處理施工工藝，其特徵在於柱錘的直徑為 1. 6-2. Om,錘重10-20t，錘底的靜壓力值採用30 50KN/ m2，柱錘的作用在於對中層土體進行有效的夯實，柱錘採用的靜壓力值是目前國內1000-2000 kNm單擊能下常採用最佳靜壓力值，柱錘可形成3-5m的夯坑，夯坑直徑為2. 0-2. 5m，柱錘的錘型為圓柱形。
5.根據權利要求2所述的組合錘法地基處理施工工藝，其特徵在於扁錘的錘重 5_15t，主要用於表層夯實和淺層夯實。
全文摘要
本發明公開了一種組合錘法地基處理施工工藝，它採用幾種不同直徑、形態和壓強的夯錘進行合理的組合，並利用不同的夯錘所產生的不同的動壓當量，通過深層擠密、中層擠密和淺層夯實從而形成置換或夯實的墩體，達到提高土體有效加固深度和地基承載力的目的；利用對墩體施工過程中所產生的側向擠壓作用，有效加固密實墩間土。本發明是第三代強夯及強夯置換法地基處理技術，它不僅充分發揮了傳統強夯(置換)法和新型柱錘強夯(置換)法的技術優勢，同時又將該施工工藝技術發展到一個新的高度，成為適合各類軟弱地基土、加固處理效果更佳的全新施工工藝技術。
文檔編號E02D3/046GK102535429SQ201210018709
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月20日 優先權日2012年1月20日
發明者劉獻剛, 徐升才 申請人:劉獻剛