强夯及重锤夯实施工作业指导书要点.docx

××铁路×标段路基工程

编号: ××××

强夯及重锤夯实
施工作业指导书

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XXXX年XX月XX日发布 XXXX年XX月XX日实施
XX铁路路基工程
强夯及重锤夯实施工作业指导书
1 适用范围
本作业指导书适用于XX普速铁路X标段路基工程强夯及重锤夯实的施工。
2 作业准备
2.1 内业技术准备
2.1.1 施工前应检查夯锤重量、尺寸，落距控制手段，排水设施及被夯地基的土质。
2.1.2 查找施工规范，初步明确施工工艺及控制要点，形成技术交底，对现场作业人员进行培训。
2.2 外业技术准备
2.2.1 施工中应检查落距、夯击遍数、夯点位置、夯击范围。
2.2.2 施工结束后，检查被夯地基的强度并进行承载力检验。检测单位必须具有相应资质资格。其检验结果必须符合设计要求和规范规定。
3技术要求
强夯法加固地基，一定要根据现场的地质条件和工程的使用要求，正确的选用强夯参数，才能达到经济有效的目的。
正式施工前，需进行强夯试验段确定相关参数。强夯参数包括：加固深度（或影响深度）、单点夯击能、最佳夯击能、夯击遍数、相邻两次夯击遍数的间歇时间、加固范围和夯点布置等。
3.1 加固深度的确定
影响加固深度的因素很多，有锤重、落距、地基土性质、不同土层的厚度和埋藏顺序、地下水位等。我国学者根据前人的研究和大量的试验，提出了有效的加固深度修正公式：
D=K（WH/10）1/2 （1）
式中:D为有效加固深度，m；K为修正系数，K的变化范围一般为0.5～0.8，比如软土取0.5，黄土为0.34～0.5；W为锤重，kN；H为落距（锤底至起夯面距离），m。
3.2 夯击能
3.2.1 单点夯击能等于锤重乘以落距，一般根据加固土层的厚度以及选用吊机的大小来确定，采用如下公式：
E=W·h   （2）
式中:W为锤重，kN；h为落距，m。
国内常选用的锤重为80～250kN，个别达400kN，落距为8～25m。世界上最大的锤重2000kN，落距25m，其加固深度可达40m。
3.2.2 最佳夯击能的确定。从理论上讲，在夯击能作用下，当地基中出现的孔隙水压力达到土的自重压力时，这样的夯击能称为最佳夯击能。
（1）粘性土最佳夯击能的确定方法。在黏性土中，由于孔隙水压力消散慢，当夯击能逐渐增大时，孔隙水压力也相应叠加。因而在黏性土中，可依据孔隙水压力的叠加值来确定最佳夯击能。
（2）砂性土最佳夯击能的确定方法。在砂性土中，由于孔隙水压力增长及消散过程仅为几分钟时间，孔隙水压力不能随夯击能增加而叠加。为此，可绘制最大孔隙水压力增量与夯击次数（夯击能）的关系曲线来确定最佳夯击能。
3.3加固范围
加固范围比加固地基的长度L和宽度B各超出加固深度H，即（L+H）×（B+H）。
加固宽度应根据建筑物的种类和重要性等因素考虑，例如为保持边坡稳定，应考虑加固到最危险的滑弧范围处。
3.4相邻夯击两遍之间的间歇时间的确定
关于相邻夯击两遍之间的间歇时间，有科学家指出，一旦孔隙水压力消散，即可进行新的夯击作业。
3.5 夯点布置及间距
按建筑面积均匀布点时，以最外围基础中心线或外边线算起，增加一排夯点。
按基础位置相应布点时，同上或按基础持力层厚度一半扩出。
布点形式和间距依地质情况、能级和夯锤面积等定。单点间距一般为1.5～2.5D（D为锤底直径），呈正方形、梅花形或等边三角形布置。满夯为挨点错位相叠，搭接面积不少于1/4。
3.6单点夯击数
对单个夯点，一次连续夯击次数控制标准如下：
（1） 夯坑标高控制。达到要求标高或夯坑达到某一深度，以至不好继续操作（粘锤、埋锤），此击数时形成的标高。
（2） 贯入度控制。夯到最后一击，或最后三击的平均贯入度，小于或等于一定数值时的击数。一般而言，较硬土、湿陷性黄土、砂性土3～5cm；软弱土5～10cm；对于饱和软黏土，淤泥质土以及大能级强夯而相应的锤底面积小的情况下，贯入度达20～30cm。
（3）地面发生较大隆起（一般不超过30cm）或夯坑内出现溢水等情况时，需停止夯击。
3.7 夯击遍数
以一定的连续击数，对整个场地的一批点，完成一个夯击过程叫一遍，单点的夯击遍数加满夯的夯击遍数，为整个场地的夯击遍数。
（1） 单点的夯击遍数。除坚硬土和粒料土外，一般都有孔隙水压力的消散和土体恢复问题。这两个因素是控制强夯遍数的主要因素，一般含水量大的遍数较多，对饱和软土的遍数也较多。夯坑过深，需在坑内填满料，再在原点夯击，这种情况也增加了遍数。
（2） 满夯的夯击遍数，一般为1～2遍。满夯的锤击数对每个夯点连续夯击数一般为3～5击。
4 施工程序及工艺流程
4.1 施工程序
施工程序为：场地平整→测量放线→试夯试验→确定夯锤落距→确定夯击遍数→确定夯击次数→布置夯击点→强夯施工→检验验收→结束。
4.2工艺流程
重锤夯实（强夯）法施工工艺流程，见图1。

图1 重锤夯实（强夯）法施工工艺流程图
5 施工要求
5.1 施工准备
重锤夯实（强夯）施工前，对探明施工范围以内的管线必须迁移，清除场地上空和地下障碍物，做好场地的平整工作。应将施工测量控制点引至不受施工影响的稳固地点。夯点定位允许偏差应为+50mm，且夯点应有明显标记和编号。夯击时，夯击点中心位移偏差应小于0.1D(D夯锤直径)
重锤夯实（强夯）施工前对起重机、滑轮组及脱钩器等全面检查，并进行试吊、试夯，一切正常方可施工。夯实施工时必须按试夯时确定的工艺参数进行，不得随意改变。夯击遍数可按试夯确定的最少遍数增加1～2遍。夯击时，做到夯位准确、落距准确、落锤平稳。在达到试夯的最后下沉量和不小于90%总下沉量的要求时方可停夯。强夯现场布置示意，见图2。

图2 强夯现场布置示意图
5.2 施工工艺
5.2.1场地平整，清除表层土，进行表面松散土层碾压，修筑机械设备进出道路，排除地表水，施作区周边作排水沟，以确保场地排水通畅，防止积水。 
5.2.2查明强夯场地范围内地下构造物和管线的位置及标高，采取必要措施，防止因强夯施工造成损坏。 
5.2.3测量放线，定出控制轴线、强夯场地边线，标出夯点位置，并在不受强夯影响地点设置若干个水准点。 
5.2.4施工前应按设计确定的强夯参数，在有代表性的场地上进行工艺性试夯试验。通过强夯前、后测试数据的对比，检验强夯效果，确定有关工艺参数。 
5.2.5机械设备的确定 
强夯施工采用25t以上带有自动脱钩装置的履带式起重机或其它专用设备。采用履带式起重机时，在臂杆端部设置辅助式门架或其它安全措施，防止落锤时机架倾覆。夯锤锤重及夯锤底面面积根据设计文件要求的单击夯击能确定。夯锤底面采用圆形，对于黏性土、砂质土、碎石土，锤底面积为3～6m2,对于淤泥及淤泥质砂等，锤底面积不小于6m2。若采用锤底面积小于6m2的夯锤时，在底部铺一层碎石土，厚度须大于50cm，并且在夯击过程中不断补充碎石土垫层，以防止夯锤沉入过深，造成起吊困难。夯锤中对称设置若干个上下贯通的气孔。 
5.2.6夯锤落距的确定 
落距根据单击夯击能和锤重确定，可根据式（1）和（2）进行计算求得。 
5.2.7夯击遍数的确定 
夯击遍数设计为3遍，具体根据试验结构而定。一般第一遍隔1点跳夯，第二遍补第一遍空隙，点夯完成后，最后再以低能量满夯，达到锤印彼此搭接。 
5.2.8夯击次数的确定 
强夯施工每一遍内各个夯点的夯击次数，按现场试夯得到的夯击次数（一般为5～7次）与夯锤量关系曲线确定，并同时满足：单击夯击能小于1500kN·m时，最后两击的平均夯沉量不大于50mm，当单击能量大于1500kN·m时，最后两击的平均夯锤量不大于100mm；夯坑周围地面不发生过大的隆起；不因夯坑过深而使起锤困难，且使土体竖向压缩最大而侧向位移最小。每个夯击点安排专人检查和记录击数，保证强夯质量 
5.2.9夯击点的布置 
夯击点的布置与夯击点位置可根据基底平面形状，采用梅花形或正方形布置。夯击点间距可取夯锤直径的1.2～2.2倍。强夯施工前，每个工作面须采用石灰印出每个夯点的位置，经监理工程师确认后方可开工。
6 劳动组织
主要人员配置见表1。
表1 主要人员配置表
序号
工种
人数
职责
1
工班长
1
负责组织现场人员施工、配合安全、技术人员
2
技术主管
1
负责整个施工的技术工作
3
技术人员
1
负责现场技术
4
推土机司机
2
负责推土机操作工作
5
起重机司机
2
负责起重机操作工作
6
安全员
1
负责现场安全管理工作
7
质检员
1
负责现场质量管理工作
8
机修工
2
负责检修维护机械设备
9
测量工
3
负责工作测量及施工过程记录工作
10
普工
若干
负责管理、填料及辅助工作
7 材料要求
夯击时，只有当土的含水量在最优含水量范围时，才能取得最有效的夯实效果，获得较大的加固深度和密实度，否则可能出现“橡皮土”等不良现象。土的最优含水量是随压实能量的大小而变化的，它可通过试验确定，也可按当地经验或按0.6wL(wl 为液限）选用。当夯实土的含水量发生变化，则应调节夯击能量的大小，使这一夯击功适应实际土的含水量，以达到最佳夯击效果。夯击施工时，应控制土体的含水量。当土体含水量较低时，应提前一天向土中洒水；当土体含水量过大时，可在其表面铺撒吸水性材料，或换去表层软土。
8 设备机具配置
设备数量应根据设计文件、工程规模、现场实际需求合理配置。每班机具设备配置表见表2。
表2 机具设备配置表(每班)
序号
仪器设备名称
数量
备注
1
挖掘机
6台

2
装载机
6台

3
运输车
6台

4
推土机
3台

5
洒水车
6台

6
重锤夯实机
18台

7
平地机
3台

9 质量控制及检验
9.1 质量控制
9.1.1 施工前调查强夯范围内地下构造物和地下管线位置，并采取必要的防护措施，距地基表面2m以内的废弃不用的构造物应彻底挖除。
9.1.2 将设计土层表面杂草、树根、腐植土清除干净。
9.1.3 在整平场地上，按夯点布置图布置夯点，夯点位置应准确测放，标明位置，方便后续施工。
9.1.4 提前测定地基含水量。对高于最佳含水量地段应做翻晒处理，低于含水量地段应做渗水处理。
9.1.5 夯击时严格按设计确定参数及标准进行，落锤保持平稳准确，如遇锤侧向倾斜应及时查明原因，并做相应技术处理。
9.1.6 做好强夯过程中的测量记录工作。夯前应对锤重进行计量，对落距进行标定。现场观察使用S3水准仪测量夯沉量。现场工程师应对夯点布置、夯击次数、单击夯沉量等强夯参数进行详细记录，作为质量控制依据。
9.1.7 强夯结束后检测密实度，并与始测密实度对比，以增加至设计密实度为测控标准，如遇密实度下降或持平现象，应及时汇报项目总工程师，对其原因进行分析，并采取相应的处理措施。
9.1.8对处理范围进行重锤夯实施工满足施工质量要求后，表层的松土应重新刮平及压实。
9.2 质量检验
9.2.1 重锤夯实（强夯）处理夯击点布置应满足设计要求。
检验数量：每100m等间距检查3点。
检验方法：尺量。
9.2.2 低能量满夯的搭接不得小于四分之一夯锤直径。
检验数量：对低能量满夯的搭接面积，检查每遍总夯击点数的10%。
检验方法：观察、尺量。
9.2.3 重锤夯实（强夯）夯坑中心偏移的允许偏差应不大于0.1D(D为夯锤直径)。
检验数量：检验总夯击点的10%。
检验方法：测量检查。
9.2.4 重锤夯实（强夯）地基处理范围、横坡等的允许偏差、检验数量及检验方法应符合表3的规定。
表3 重锤夯实（强夯）地基处理质量检验表
序号
检验项目
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
顶面高程
±50mm
每100m等间距检查3点
水准仪测量
2
横坡
±0.5%
每100m等间距检查3个断面
尺量
3
宽度
不小于设计值
每100m等间距检查3点
尺量
4
平整度
填土50mm
填石100mm
每100m等间距检查5点
2.5m直尺量测
5
中线至边缘距离
±50mm
每100m等间距检查3点
尺量
6
范围
±150mm
每100m等间距检查3点
尺量

10 安全及环保要求
10.1 安全要求
10.1.1设立专职安全员并建立24小时跟班制度，纠正和消除施工中出现的不安全苗头。
10.1.2对施工人员定期进行安全教育和安全知识的考核。
10.1.3对各种临时的承重结构及模板认真检算设计，确保强度、刚度和稳定性。
10.1.4严格按照规范和安全作业规则佩戴安全帽、安全带。
10.1.5工地设立明显的安全警示牌和安全注意事项宣传栏。
10.1.6各类机械设备操作人员必须持证上岗，无证人员或非本机人员不得上机操作。
10.1.7起吊夯锤时应保持匀速，不得高空长时间停留，严禁急升猛降防锤脱落。停止作业时，将夯锤落至地面。夯锤起吊后，臂杆和夯锤下及附近15m范围内严禁站人。
10.1.8 当风力大于5级时，应停止重锤夯实（强夯）作业，以防机械倾倒，保证安全。
10.2 环保要求
10.2.1施工场地和运输道路经常洒水养护，尽可能防止灰尘对生产人员和其他人员造成危害及对农作物造成污染。
10.2.2车辆在运料过程中，对易飞扬的物料用蓬布覆盖严密，且装料适中，不得超限；车辆轮胎及车外表用水冲洗干净，不得污染道路。
10.2.3对易松散和易飞扬的储存材料用彩条布覆盖严密。
10.2.4机械车辆途经居住场所时，应减速慢行，不鸣喇叭。
10.2.5重锤夯实（强夯）施工应按照设计要求采取隔振降噪措施，施工生产的噪声应符合《建筑施工场界噪声界限》(GB12523)的有关规定。
敏而好学，不耻下问——孔子
业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随——韩愈
兴于《诗》，立于礼，成于乐——孔子
己所不欲，勿施于人——孔子
读书破万卷，下笔如有神——杜甫
读书有三到，谓心到，眼到，口到——朱熹
立身以立学为先，立学以读书为本——欧阳修
读万卷书，行万里路——刘彝
黑发不知勤学早，白首方悔读书迟——颜真卿
书卷多情似故人，晨昏忧乐每相亲——于谦
书犹药也，善读之可以医愚——刘向
莫等闲，白了少年头，空悲切——岳飞
发奋识遍天下字，立志读尽人间书——苏轼
鸟欲高飞先振翅，人求上进先读书——李苦禅
立志宜思真品格，读书须尽苦功夫——阮元
非淡泊无以明志，非宁静无以致远——诸葛亮
熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟——孙洙《唐诗三百首序》
书到用时方恨少，事非经过不知难——陆游
问渠那得清如许，为有源头活水来——朱熹
旧书不厌百回读，熟读精思子自知——苏轼
书痴者文必工，艺痴者技必良——蒲松龄

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