本发明涉及一种柱锤强夯置换的地基处理施工工法，属于地基处理技术领域。
背景技术
地基处理(foundationtreatment)一般是指用于改善支承建筑物的地基(土或岩石)的承载能力或改善其变形性质或渗透性质而采取的工程技术措施。强夯地基处理作为地基处理中经常实施的基础处理，根据加固原理、适用条件和施工工艺可划分为强夯法和强夯置换法。强夯法是指利用重锤由一定高度下落夯击土层，提高场地的承载力，适用于处理碎石土、砂土、非饱和细粒土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基的处理，对含有良好透水性夹层的饱和细粒土地基应通过试验后采用。强夯置换法是因为地基太软了，重锤击打的同时，配用性能较好的填料强行挤入地基，把现在的地基土置换掉，适用于处理高饱和度的粉土与软塑状的淤泥、淤泥质土、粘性土等地基，用于对变形控制要求不严的工程中。后者采用性能较好的填料进行替换挤入，成本高。
然而，随着城市的快速发展，工业废弃骨料、当地废弃的土石或砂砾混合料、废弃的建筑垃圾等越来越多，这些废弃物直接被堆在一起，做垃圾处理，造成了环境的污染。因此，研究一种既能将上述废弃物处理掉，又能降低地基置换成本的施工方法是目前急需解决的问题。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种柱锤强夯置换的地基处理施工工法，可减少环境污染，节省工程成本，提高土体加固深度、土体承载力，拓宽应用范围。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种柱锤强夯置换的地基处理施工工法，柱锤强夯置换的地基处理施工工法是根据不同工程的地质条件，选用不同的置换料和动压当量，对拟建筑物地基进行夯击成孔，采用工业废弃骨料、当地废弃的土石或砂砾混合料、废弃的建筑垃圾进行回填夯坑，多次夯击及回填，最后低锤普夯，形成密实符合地基的置换墩体，达到对地基松软土体加固处理的目的。
上述柱锤强夯置换的地基处理施工工法的工艺流程具体如下：
步骤一、场地平整：清理并平整施工场地，对于表层是松散土或淤质土的，铺设一层厚度1-2mm的砂石施工垫层；场地地下水位较高的，采取降水措施，使地下水位低于施夯面2m；
步骤二、测场地标高：复测场地标高，做好施工测量记录；
步骤三、放设第一遍夯点：按设计图纸要求在场地上标出第一遍夯点位置，夯点用白灰标出，以便夯锤就位；
步骤四、夯机、锤就位：起重机就位，使夯锤对准夯点位置；
步骤五、确定夯锤落高度：测量夯前锤顶高程；
步骤六、施夯，测量夯锤沉降量，坑内填料：将挤密强夯柱锤吊到预定的高度，开启脱钩装置，待柱锤脱钩自由落下后，测量第一次夯击后柱锤顶高程，若发现因坑底倾斜而使柱锤歪斜的，应停夯并向坑内填置换料使坑底平整；
步骤七、再次施夯：重复步骤六向坑内回填设计的墩体置换料，按设计规定的夯击数和收锤控制标准完成该夯点的夯击；
步骤八、换夯点施夯：按照由内到外顺序，移机到另一夯点，重复步骤四至步骤七，完成第一遍全部夯点的夯击；
步骤九、夯坑填平：用推土机将夯坑推填平整，并测量场地的标高；
步骤十、第二遍点夯：测量放设第二遍夯点位置，在规定的时间间隔后按上述方法将全部夯点进行柱锤夯实，形成夯实墩体；
步骤十一、满夯：用推土机推平场地，再用普通扁锤对场地满夯两遍，第一遍单击能为100t·m，夯印搭接，连续两击；间隔3天后，开始第二遍夯击，第一遍单击能为80t·m，夯印搭接1/3，将场地表层松土夯实，并测量夯后的场地高程；
步骤十二、检测：采用荷载试验进行检测，检测时间对粘性土墩体料不少于28天，对碎石土和砂石土墩体不少于7天。
优选地，步骤六中的挤密强夯柱锤是指直径为1000mm，高度2000mm，重量为12t的柱锤。
优选地，所述规定的夯击数为2-4击，所述收锤控制标准是单击量
1200kn·m，最后两次平均夯沉量小于等于200mm。
优选地，步骤十中的规定的时间间隔是不少于3天。
本发明在需要地基加固的场地按图纸设计要求布置柱锤冲击桩位，逐点利用柱锤夯击成孔并填料夯击形成柱墩(分两遍完成)，表层用扁锤满夯两遍，形成复合地基。此加固技术是利用动力固结原理，改善上下土层的力学性能，加速基底软土层的排水固结，提高地基土强度，满足上部建筑物的荷载要求，要求单墩承载力满足处理的基底范围内的复合地基承载力达到设计要求；增加深层地基土密实性和处理的有效加固深度。
本发明的施工工法与同条件强夯法和强夯置换法及其它处理技术相比较，具有如下优点：
1、土体承载力可提高40％-150％，土体加固深度可提高1-2倍，强夯置换着底深度可达10m；
2、该工法置换料可采用工业废骨料和当地廉价的土石混合料，还可以采用城市废弃的拆房建筑垃圾，减少了环境污染的同时，从而大大节省工程成本，与其它加固技术和桩基施工技术相比，可节省基础工程加固成本的20％-60％，；
3、该工法工艺简单、直观，加固效果可靠，施工方便，机械化程度高，施工效率高，可节约大量人力资源，降低劳动强度，缩短施工工期，与同类地基处理方法比较，可缩短工期20％-50％，具有很好的社会和经济效益。
4、还可加速地基土固结，采用土石混合料或建筑垃圾等粗骨料填料作为置换料时，相当于形成一个直径较大的排水竖井，加速下层较软土中水分的渗透排出，加速土体固结作用，以提高地基承载力。
5、施工文明，现场整洁，施工安全性高，施工时无废气排出，符合环境保护的要求。
6、此施工工法可以用来处理大块石填土、高饱和砂土、含水率≤40％的粘土、厚度较大的素粘土、厚度不大的淤质或淤泥质土、软塑到可塑的一般性粘土、建筑废骨料填土等地基；更可用于多层至高层的各类工业与民用建筑和对沉降差异控制要求较高的建筑物、水利及公路设施的地基工程等。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明实施例提供的一种柱锤强夯置换的地基处理施工工法，柱锤强夯置换的地基处理施工工法是根据不同工程的地质条件，选用不同的置换料和动压当量，对拟建筑物地基进行夯击成孔，采用工业废弃骨料、当地废弃的土石或砂砾混合料、废弃的建筑垃圾进行回填夯坑，多次夯击及回填，最后低锤普夯，形成密实符合地基的置换墩体，达到对地基松软土体加固处理的目的。其中，置换料可以是工业废弃骨料、当地废弃的土石或砂砾混合料、废弃的建筑垃圾的一种或多种的任意组合。
上述柱锤强夯置换的地基处理施工工法的工艺流程如下：
步骤一、场地平整：清理并平整施工场地，对于表层是松散土或淤质土的，铺设一层厚度1-2mm的砂石施工垫层；场地地下水位较高的，采取降水措施，使地下水位低于施夯面2m；
步骤二、测场地标高：复测场地标高，做好施工测量记录；
步骤三、放设第一遍夯点：按设计图纸要求在场地上标出第一遍夯点位置，夯点用白灰标出，以便夯锤就位；
步骤四、夯机、锤就位：起重机就位，使夯锤对准夯点位置；
步骤五、确定夯锤落高度：测量夯前锤顶高程；
步骤六、施夯，测量夯锤沉降量，坑内填料：将直径为1000mm，高度2000mm，重量为12t的挤密强夯柱锤吊到预定的高度，开启脱钩装置，待柱锤脱钩自由落下后，测量第一次夯击后柱锤顶高程，若发现因坑底倾斜而使柱锤歪斜的，应停夯并向坑内填置换料使坑底平整；
步骤七、再次施夯：重复步骤六向坑内回填设计的墩体置换料，按2-4击的夯击数及单击量1200kn·m和最后两次平均夯沉量小于等于200mm的收锤控制标准完成该夯点的夯击；
步骤八、换夯点施夯：按照由内到外顺序，移机到另一夯点，重复步骤四至步骤七，完成第一遍全部夯点的夯击；
步骤九、夯坑填平：用推土机将夯坑推填平整，并测量场地的标高；
步骤十、第二遍点夯：测量放设第二遍夯点位置，在不少于3天的时间间隔后按上述方法将全部夯点进行柱锤夯实，形成夯实墩体；
步骤十一、满夯：用推土机推平场地，再用普通扁锤对场地满夯两遍，第一遍单击能为100t·m，夯印搭接，连续两击；间隔3天后，开始第二遍夯击，第一遍单击能为80t·m，夯印搭接1/3，将场地表层松土夯实，并测量夯后的场地高程；
步骤十二、检测：该方法一般只考虑墩体的检测，采用荷载试验进行检测，检测时间对粘性土墩体料不少于28天，对碎石土和砂石土墩体不少于7天。
整个施工工法的质量标准可参照下表：
应用：山东钢铁集团日照钢铁精品基地两座220kv变电站工程，3层钢筋混凝土框架工程，面积为1500㎡，承受的荷载比较大，由于此施工项目靠近海边，地质条件较差，设计采用上述法对地基进行处理，置换料采用废弃的碎砖、砂石混合料，采用此法处理后，经原位检测其承载力特征值fak达到180kpa，有效加固深度4-10m。本工程利用此工法节省了大量投资，节约了资金，缩短了工期，取得了较好的社会效益和经济效益。
本发明在需要地基加固的场地按图纸设计要求布置柱锤冲击桩位，逐点利用柱锤夯击成孔并填料夯击形成柱墩(分两遍完成)，表层用扁锤满夯两遍，形成复合地基。此加固技术是利用动力固结原理，改善上下土层的力学性能，加速基底软土层的排水固结，提高地基土强度，满足上部建筑物的荷载要求，要求单墩承载力满足处理的基底范围内的复合地基承载力达到设计要求；增加深层地基土密实性和处理的有效加固深度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。