软弱地基中采取强夯置换法处理技术研究[权威资料]

软弱地基中采取强夯置换法处理技术研究 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘要：本文通过结合某建筑工程软基情况，对其采取强夯置换法处理，分析其加固机理，同时提出其处理技术，从处理实践效果来看，强夯置换法具有设备简单、施工速度快、适用范围广、节约三材、经济可行、效果显著等优点，可值得同类工程应用。 关键词：软弱地基；强夯置换；地基处理 Abstract: in this article, through a combination of soft foundation construction project, the dynamic compaction method to adopt a replacement process, analyzes the reinforcement mechanism, and puts forward the treatment technology, from the processing practice effect to see, the dynamic compaction replacement method is simple equipment and construction speed is quick, widely used, saving three material, economic and feasible, and the effect is significant etc, and can be worth the similar engineering application. Key words: the soft foundation； The dynamic compaction replacement； Foundation treatment TU47 A 从工程实践经验表明，对于高饱和度粉土与软塑、流塑的粘性土适宜采用强夯置换法进行软基处理。这种软基处理技术主要是通过在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料，采用夯锤夯击形成连续的强夯置换墩。国内外相继采用了在夯坑内回填块石、碎石、沙或其他粗颗粒材料。通过夯击排开软土，从而在地基中形成块（碎）石墩。由于块（碎）石墩具有较高的强度，与周围的软土构成复合地基，其承载力和变形 模量有较大的提高，而且块（碎）石墩中的空隙为排出软土的孔隙水提供了良好的通道，从而缩短了软土的排水固结时间。工程实践证明，强夯置换法具有较好的加固效果。 加固机理 从工程实践分析来看，强夯块石墩是利用重锤巨大的夯击能量，将满铺于地表面的块石以点夯的方式夯入土中，在夯坑中多次填入块石，重复夯击和填石，直到块石穿过软土层抵达下部持力层，形成密实的块石墩，再在块石墩顶部设置一层由强夯夯实的块石垫层使道路结构及飞机荷载能更均匀地通过块石墩传递到持力层上，从而由块石垫层、块石墩和下部持力层组成一座 空间的框架传力系统以承受上部荷载。 工程概况 某建筑工程场地位于滨海地区，占地面积约为 12 万平方米，由于该场地下普遍分布有厚度为 45m 含水量达 80%的淤泥层，其上又堆积了 2.5m 厚的黏性土夹大块石的人工杂填土层，不能满足建筑工程结构对地基的要求，需进行加固处理。 人工填土层是机场一期建设的废弃物，主要是黏性土夹石和风化土夹大块石以及建筑垃圾等，厚度为 1.63.4m，平均厚度为 2.5m。初勘结果，浅钻的遇石概率为 50%，最大块径超过 2m。淤泥层遍布于人工填土层下，呈灰黑 色，流塑状欠固结，有机质含量 3%左右，属高含水量、高压缩性、低渗透性和低强度的软土；其厚度 4.05.0m。本工程要求处理地基允许承载力达到 140kPa，处理后剩余沉降量小于 5cm，弯沉盆差小于 5cm，差异沉降量应小于 1/1000，地基回弹模量达到 80MPa，重度不小于 21.0kN/m3。 经过认真、细致地综合比较，认为强夯块石墩及块石垫层复合地基方案是可行的。强夯块石墩及块石垫层复合地基法，采用巨大夯击能量将块石夯穿淤泥层并使其沉底形成墩体以加固淤泥层，再在墩顶铺设块石垫层形成复合地基。因地制宜 ，就地取材，其所用的材料块石可在机场附近的山上开采。 强夯置换法处理 4.1 强夯置换法现场试验 为了确定设计参数和施工工艺以及施工质量检验方法，在拟建场地内选择试验区进行现场试验。进行了夯击击数、夯击能量、夯点间距和地面隆起等多项试验，并实地开挖对块石墩墩径进行测量以及对石料填入量进行估算，这对设计和施工起着重要的指导作用。通过试验发现填料试验场地中，局部石料块径较小，含泥量较大，因此极易夯沉，即夯沉量较大，地面隆起量较高，块石墩承载力较低。若块石粒径较大，会使墩径加大地面隆起 也会随之变大。因此，块石粒直径应小于 600mm 且不含泥。同时埋锤在夯击试验中，曾出现夯锤没入淤泥层中的现象，其原因，一是由于夯击能量过大，使夯锤穿透块石垫层；二是因为填料过薄引起的。因此，施工时最初两击的夯击能量不宜太大，且不能在未夯的地方取料。 4.2 设计 本项目设计的块石墩直径 1.4m，截面积 1.54m2，墩长约 7m，体积约 10.8m3。块石墩间距墩点按正方形布置，道面下间距为 30m，道肩下间距为 40m。平整场地后，满铺 1.5m厚的级配块石作为成墩的材料，可以给每个块石墩提供13.5m3 的块石。承载力取值根据现场试验，单墩承载力取600kN，墩间土在打设块石墩后受到挤密和脱水作用，其承载力得到提高。在块石垫层顶部再铺设一层厚度为的风化石渣垫层其目的是为了使上部荷载均匀地扩散到下部复合地基，并调整不均匀沉降。 4.2 施工 施工设备强夯块石墩采用起重量为 50t 的履带吊车作为夯击机械，其最大起吊高度为 20m；夯锤选用直径为1.0m、高度为 2.5m 的钢锤，锤重 15t，最大单击夯击能量为3000kN m，在夯击过程中，用反铲挖掘机填补石料。块石垫层块石垫层用直径 2.0m 的夯 锤以 1000kN m 的夯击能量，2.0m 的间距满夯 2 遍，再次整平，最后用 40t 振动碾压机碾压 8 遍。对于风化石渣垫层风化石渣垫层分两层铺填，分别用 40t 振动压路机反复碾压，压实后其干容重不低于21kN/m3，表面回弹模量值不低于 80MPa。 （ 3）块石墩墩长的检测。 斜钻由于潜孔钻机和工程地质钻机难以在块石墩上成孔，不能直观地检验墩长，故改为斜孔进入的方法，即将钻机的钻杆与铅直方向成一定角度，从墩间土钻入至墩底，再根据钻杆中心到墩心的距离和钻杆入土长度即可计算出墩长。 强夯置换法处理技巧 对于夯击击数确定方法国内外有所不同：有的以孔隙水压力达到液化压力为准则；有的以最后一击的夯沉量达某一数值为限值；也有的以上、下二击所产生的沉降差小于某一数值为标准。总之，各夯击点的夯击数，应使土体竖向压缩最大，而侧向位移最小为原则，一般为 4 10 击。夯点的夯击次数应通过现场试夯确定，同时结合工程实践，笔者建议夯击次数适宜符合下列且条件： 1）墩底穿透软弱土层，且达到设计墩长； 2）累计夯沉量为设计墩长的 1.5 2.0 倍；3）最后两击的平均夯沉量不宜大于下列数值：当单击夯击能小于 4000kN m 时为 50mm；当单击夯击能为 4000 6000kNm 时为 100mm；当单击夯击能大于 6000kN m 时为 200mm。 墩位布置宜采用等边三角形或正方形。对独立基础或条形基础可根据基础形状与宽度相应布置。 墩间距应根据荷载大小和原土的承载力选定，当满堂布置时可取夯锤直径的 2 3 倍。对独立基础或条形基础可取夯锤直径的 1.5 2.0倍。墩的计算直径可取夯锤直径的 1.1 1.2 倍。当墩间净距较大时，应适当提高上部结构和基础的刚度。强夯处理范围应大于建筑物基础范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度 的 1/2 至 2/3，并不宜小于 3m。墩顶应铺设一层厚度不小于 500mm 的压实垫层，垫层材料可与墩体相同，粒径不宜大于 100mm。 另外，强夯置换设计时，应预估地面抬高值，并在试夯时校正。 强夯置换法试验方案的确定，根据初步确定的强夯参数，提出强夯试验方案，进行现场试夯。应根据不同土质条件待试夯结束一至数周后，对试夯场地进行检测，并与夯前测试数据进行对比，检验强夯效果，确定工程采用的各项强夯参数。检测项目除进行现场载荷试验检测承载力和变形模量外，尚应采用超重型或重型动力触探等方法，检查置换墩着底情况及 承载力与密度随深度的变化。 确定软粘性土中强夯置换墩地基承载力特征值时，可只考虑墩体，不考虑墩间土的作用，其承载力应通过现场单墩载荷试验确定，对饱和粉土地基可按复合地基考虑，其承载力可通过现场单墩复合地基载荷试验确定。同时对于强夯地基变形计算应符合现行国家标准建筑地基基础设计规范 GB 50007 有关规定。夯后有效加固深度内土层的压缩模量应通过原位测试或土工试验确定。 沉降观测与加固效果 本工程共设置沉降观测标 21 个（其中永久性沉降标 9个），观测仪器用 N-2 水准仪，达到二等水准的观测水 平。从观测结果看，完全能满足差异沉降小于 1/1000、弯沉盆差小于 5cm 的要求。通过对强夯置换法采取现场施工试验后，在特定的地质条件下，采用强夯块石墩及块石垫层复合地基综合加固，人工杂填土和淤泥土层的设计方案在技术上是可行的，经济上是合理的。大型试验结果表明，强夯块石墩和块石垫层复合地基加固效果明显，可以达到结构对地基承载力和变形的技术要求。同时由于大面积强夯时，夯点间距扩大为 4m4m ，个别区域 4.5m4.5m ，单点夯击能减少到 1500 kJ，单点击效 6 8 击，满夯推平后，实测全场区平均夯沉量为 20 23cm，实测标高平均为 3.87m，设计平均标高为3.73m，山皮土厚度节约 12 15cm，节约山皮土约 4.8 万吨，节约资金约 180 万元。 开展强夯机理的设计计算方法的研究，强夯法虽在工程中得到普遍应用，但有关强夯机理的研究，国内外至今尚未取得满意的结果。笔者认为应着重研究强夯置换的施工技术和施工工艺以及强夯法和其他方法结合的综合处理技术，进一步扩大强夯法的应用范围。 参考文献： 1 张庆华，毕秀丽强夯法加固机理与应用 M济南：山东科学技术出版社， 2003 2 郑颖人，陆新，李学忠，等强夯加固软黏土地基的理论与工艺研究 J岩土工程学报， 2006， 27（ 03）：3133 3 费香泽，王钊，周正兵强夯加固深度的试验研究 J四川大学学报， 2008， 31（ 09）： 5758 阅读相关文档 :级配碎石调平层在填砂路基中的应用研究 西藏措勤县加不勒磁铁矿矿床地质特征及找矿方向 浅谈公路桥梁施工安全管理 建筑工程地质勘察与基础设计的关系解析 有关水库工程施工中的防渗漏技术分析 小议输变电工程施工技术 小型农田水利工 程建设存在的问题及对策 浅析马尾松育苗造林 关于输电线路设计的要点分析 浅谈水环境的创新管理 沥青混凝