摘要：结合实际工程案例，提出柱锤强夯置换基坑支护施工技术，将组合锤法地基处理技术引入放坡开挖施工工艺中，不仅可以大大减少放坡坡长、节省施工用地和土方开挖的工程量，而且适用于含水量高的淤泥、淤泥质土等软土基坑支护的施工。
关键词：柱锤；施工；支护
1工程概况
某工程为1层连体地下车库，车库总占地面积为4.37万m2。基坑开挖深度为5.2m，承台高(厚)度为1.2m。本工程1号基坑的南、西、北面为开阔场地，东面为1栋3层的在建建筑。外墙距地下车库外墙12m。2号基坑的东、北、西面为开阔场地，其南面为砌砖围墙，距离为8m。场地周边地势平坦开阔，交通便利，符合柱锤强夯置换基坑支护施工技术的场地要求。
2工程地质条件
根据工程地质勘察报告显示，基坑土层从上向下分布如下:①素填土属新近回填砂土，松散状，层厚1.2～3.3m;②淤泥土该土层厚为0.5～2.0m，软塑状;③粉质黏土该土层厚约5m左右，可塑状。以下土层分别为中砂、砾砂层等，该基坑开挖坡脚落在粉质黏土层内。
3施工难点分析
1)难点1如何利用开阔的环境条件，采用柱锤强夯置换基坑支护技术，提高基坑土体的密实度、抗剪能力和抗渗性能，确保基坑开挖放坡施工的安全可靠性。
2)难点2工程施工正逢雨季，大气降水周期长，降水量大。如何在软土基坑土含水量增大的情况下，进行强夯置换施工，确保基坑侧壁土体的稳定性，达到挡土和止水的施工效果。
3)难点3如何缩短基坑开挖的坡长，将基坑的坡面水平投影长度控制在普通基坑坡面水平投影长度的1/2～3/5。
4工程实施重点
4.1墩点布置
1，2号连体基坑四周布置1排中锤墩点、2排外围组合锤墩点，墩点呈梅花状交错布置，墩距和排距均为2.5m。
4.2夯锤选择
1)柱锤直径≥1200mm，高径比≥2.0，锤重13t，单击夯击能为1300～1440kN•m，静压力值为115kPa。
2)中锤直径≥2000mm，高径比≥0.6，锤重12t，单击夯击能为960～1200kN•m，静压力值为38.2kPa。
3)偏锤直径≥2600mm，高径比＞0.2，锤重10t，单击夯击能为600～800kN•m。静压力值为24.2kPa。
4.3夯击次数
柱锤每个墩点8～10击，中锤每个墩点6～8击，达到收锤标准后收锤。柱锤、中锤的收锤标准均为最后2击平均夯沉量≤100mm。如未达到收锤标准的，需加填置换料后补夯。
4.4放坡开挖和坡面施工
1)基坑土体强夯置换处理施工并验收检验合格后，即可进行放坡开挖，先四周后中间，开挖坡度为1∶0.5，坡底长为2.6m，坡顶和坡脚各设排水沟1条。
2)基坑放坡开挖后，随即安插挂网筋(16mm@2500mm)，插入深度为1.0～1.5m，然后在坡面铺设钢筋网(8@200)。最后在坡面上喷射C20细石混凝土面层。
5柱锤强夯置换基坑支护技术特点及其工艺原理
5.1技术特点
1)将组合锤法地基处理技术和大放坡
传统基坑支护技术相结合，不仅可以发挥放坡开挖基坑支护施工工艺的坡面稳定、安全、方法简便、工期快、造价低的优势，而且具有缩短放坡的坡长、节省施工用地、减小土方量的特点，可进一步缩短工期和减少工程造价。
2)采用组合锤法地基处理技术和重力式挡墙
基坑支护技术相结合，可以形成由置换挤密墩体组成的柱壁状重力挡墙结构体系。使基坑侧壁具有良好挡土性能。
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3)利用柱锤对基坑土体进行深层强夯置换处理，从而改变了原状土的土工性能，提高了土体的抗剪强度和抗渗力，使基坑土体的密实度得到提高，降低了土体的抗渗系数。本技术采取梅花状平面交错布墩法，呈3～6列排墩，因而可形成基坑的止水帷幕。实现了柱锤强夯置换基坑支护挡墙的挡土和隔水的双重功效。
4)本技术既适用于地下水位以上或降水的非软土基坑，也适用于地下水位以下、含水量高的非软土基坑以及含水量高的淤泥、淤泥质土等软土基坑。具有适用性强的特点。
5)本技术处理的对象为土体，置换料多为碎石土、建筑垃圾骨料土、废矿渣等廉价的地方材料，具有明显的节材、节能、低碳减排和工程造价低的技术特点。
6)本技术还具备机械化程度高、节省劳动力和机械成本低的特点。
5.2工艺原理
1)动力固结加固原理
采用夯机将柱锤(10～20t)起吊至一定高度(10～15m)，然后使其自由下落，在基坑土体中产生强大的冲击振动，使原土体颗粒排列瞬时破坏，颗粒间自由水形成超孔隙水压力。随着孔隙水的消散，被破坏的土体颗粒在动力下重新紧密排列。从而使基坑土体得到固结，不仅可形成高强密实的墩体，同时使墩间土和墩底土得到挤密。
2)重力式挡墙支护原理
在夯坑中填入碎石土、砾砂土、建筑垃圾废骨料、废矿渣、贫混凝土等置换料。经夯实后，形成由置换墩体组成的柱壁式重力式挡墙结构。利用该墙体的重力及其产生的抗滑移力来平衡挡墙后土体的主动土压力，以满足抗滑移和抗倾覆要求。
6柱锤强夯置换基坑支护施工质量控制
在柱锤强夯置换基坑支护施工全过程实行严格的施工质量监控，具体措施如下。
1)施工前，应制定符合现场情况的施工组织设计，重点检查夯点的位置、夯锤质量、锤底面积和落距，确保墩位和夯击能符合设计要求，并有专人做好记录。
2)每道工序每次夯击前后，应复核夯点位置，并做好记录，发现偏离或漏夯应及时纠正或补夯。
3)应按设计要求和试夯的成果，检查每个夯点的夯击遍数、夯击次数、夯坑深度和置换料注入量等参数，并做好测量记录。
4)收锤时应检查最后2击平均夯沉量是否满足设计要求，并做好记录。
5)基坑地基处理施工结束后应进行质量检测，验收合格后方可进行下道工序的施工。
6)放坡施工时，应按设计要求，在墩点处安插挂网筋并绑扎固定好钢筋网。然后，在坡面喷射混凝土面层(8～10cm)。
7施工效果
7.1技术参数比较
基坑土体经强夯置换处理后，采取标准贯入检测和相关的室内土工试验对基坑各土层进行质量检验，并对主要的技术参数进行处理前后的对比分析。
7.2有效加固深度
采用标准贯入试验对置换墩体着底深度进行了检测，结果显示，本工程置换墩着底深度达到6.5m，比基坑深度超出1.3m，可以满足设计要求。
7.3工程成果
本工程完工后，坡体稳定、无裂缝，坡底无渗漏、无积水。经处理后的土体密度、黏聚力、内摩擦角、压缩(变形)模量得到增大，使含水量、压缩系数降低。特别是黏聚力、内摩擦角的增强，使挡墙的稳定性得到提高。同时，由于土体密实度的提高和渗透系数大大降低，可形成止水帷幕。获得挡土和止水双重功效，实现了安全、快速和节省造价的工程目标，受到建设单位、设计单位和监理单位的肯定和赞扬。
8结语
施工实践证明，本技术与其他同类基坑支护技术比较具有较多优点，经济适用、工期短、节材环保、安全度高。为企业带来明显的效益，是浅基坑支护工程施工的一个亮点。
参考文献：
[1]朱飞鸿.浅谈柱锤强夯置换法地基处理的施工控制[J].居业,2018(08):81-83.
[2]陈嘉僖.柱锤冲扩桩法在湿陷性黄土地区地基处理中的应用[J].中国高新科技,2018(16):80-82.
作者简介：谭芝(1988.9- )，女，工程师。
论文作者:谭芝
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/13
标签：基坑论文; 挡墙论文; 技术论文; 土层论文; 含水量论文; 地基论文; 工程论文; 《基层建设》2018年第35期论文;