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强夯与机械碾压工艺的对比


发布时间:

2014-08-16

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强夯法,全称为强力夯实法,又称动力固结法,是用起重机械(起重机或起重机配三角架、龙门架)将10t~80 t夯锤起吊到6m~25 m高度自由落下,给地基以强大冲击能量的夯击,使土中出现冲击波和冲击应力,迫使土体孔隙压缩,土体局部液化,在夯击点周围产生裂隙,形成良好的排水通道,孔隙水和气体溢出, 对土夯实的地基处理方法。

  一、强夯法简介

强夯法,全称为强力夯实法,又称动力固结法,是用起重机械(起重机或起重机配三角架、龙门架)将10t~80 t夯锤起吊到6m~25 m高度自由落下,给地基以强大冲击能量的夯击,使土中出现冲击波和冲击应力,迫使土体孔隙压缩,土体局部液化,在夯击点周围产生裂隙,形成良好的排水通道,孔隙水和气体溢出, 对土夯实的地基处理方法。

二、机械碾压法简介

机械碾压法是一种采用机械压实松软的方法,常用的机械有平碾、羊足碾、压路机等。这种方法常用于大面积填土和杂填土地基的压实。

分层碾压法是指,回填土时,不能一次性回填到要求高度,而应该回填到一个厚度(常规为:300mm-500mm)采用机械碾压,再回填再碾压,直到回填到要求的标高。

  三、强夯法与机械碾压法处理高填方地基的比较

1、稳定性比较:

随着我国基础设施建设规模的不断扩大,建设用地日趋紧张,山区高填方地基已成为解决建设用地的主要途径。山区高填方地基的加固处理,传统上采用分层碾压,分层压实的处理方法。近年来,随着强夯施工技术的普及和推广,“以夯代碾”、“以夯代桩”已成为山区高填方地基处理的主要处理手段。高填方地基分层强夯处理特点强夯法分层处理高填方地基有工艺简便,施工速度快,处理费用低,适用性广的特点。经分层强夯处理的高填方地基的稳定性大大提高,甚至可为后期建(构)筑物基础与结构节省大量资金和工期,边坡抗滑性能突出;采用传统的分层碾压的填方地基,特别是填方高度较大时,很容易出现地基失稳,边坡破坏。

2、工效比较:

0-4m:2000KN.m强夯施工  

4-6m:3000KN.m强夯施工  

6-8m:6000KN.m强夯施工  

8-10m:8000KN.m强夯施工 

10-14m:2000KN.m+8000KN.m强夯分层施工

14-16m:3000KN.m+8000KN.m强夯分层施工

16-18m:6000KN.m+8000KN.m强夯分层施工

18-20m:8000KN.m+8000KN.m强夯分层施工

 

(图一)

如图一所示,不同回填区域对应不同强夯能级

 

(图二)

如图一、二所示:强夯法施工简便、且工序少,分层回填后,0-10m范围内可一次性施工完成,而分层碾压在0-10m,内则需回填、推平、碾压、检测,若填土含水率低还需增加增湿环节,依次循环施工约25次才可完成,碾压次数多、工序繁多,经验型数据表明强夯施工效率为分层碾压法的三倍。

3、造价比较:

通过大量的实践数据对比,在同等压实系数条件下,强夯法与机械碾压法在处理相同区域、面积工程时,因强夯属整体分层回填后,直接进场就可施工,而机械碾压处理到与强夯同等标高时,由于分层碾压单次碾压高度局限,及其工序较多等因素限制,这些都是致使分层碾压费用居高不下的重要因素,所以强夯与分层碾压在经济性上的对比都是占据绝对优势的,下面我们以3000kN.m强夯加固深度6m和分层碾压6m同等回填深度的处理费用进行价格比较:

①在填土厚度达到6m时,强夯设备可直接进场施工,3000kN.m强夯市场价格一般约为20元/㎡,其加固深度为6m

②机械碾压按一次碾压厚度500mm每平米市场价按2.5元/㎡计算,碾压1m3每平米价格为5元,碾压6m厚价格实际为30元/㎡,若在碾压过程中,出现土质含水率较低情况,还需增加运水、增湿等费用。

通过大量以夯代碾案例对比,强夯施工费用约为机械碾压施工费用的0.5-0.8左右。

4、地基承载力比较:

关于在地基承载力方面的比较,强夯也可谓是独占鳌头的,通过我公司多年强夯检测数据表明,分层碾压后的地基承载力特征值一般最高可达到200KPa,而强夯后的地基承载力特征值最高可达到280KPa,所以在地基承载力方面的比较,强夯后的地基土可满足更多建(构)物对地基承载力的要求,甚至可为后期建(构)筑物基础与结构节省大量资金和工期。

 

上表所示:在强夯与分层碾压法达到同等压实系数的情况下,强夯的施工效率为分层碾压法的三倍,造价比约为分层碾压法的1:0.5至0.8,稳定性也高于分层碾压,此外通过强夯法处理的地基土,还可满足更高的地基承载力要求。

综上所述,强夯法与分层碾压法不论从工效、造价、稳定性及地基承载力四方面比较,强夯法施工都是占据绝对性优势的,这也正是强夯法近年来在国内各个重大项目中被广泛应用的原因之一,甚至在许多工程实践中,“以夯代碾”、“以夯代桩”的案例也是屡见不鲜的,当然不足之处还请各位领导及专家予以指正。

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