强夯法与分层碾压法处理高填方地基稳定性分析.doc

强夯法与分层碾压法处理高填方地基稳定性分析2011年5月下第4O卷第341期施丁技术CONSTRUCTIONTECHN0LOCY71强夯法与分层碾压法处理高填方地基稳定性分析安明,韩云山(1.山西省机械施工公司,山西太原030009;2.中北大学理学院,山西太原030051)摘要结合工程实例提出高填方地基分层强夯处理的特点.通过强夯法和分层碾压法在处理单位压实功,分层厚度,填料粒径控制,回填方式,以及地基处理后层面间结构,原地面的处理等方面的比较,得出强夯法处理高填方地基稳定性较高的机理.实践表明强夯法工艺上简单易行,质量上易于保证,逐渐成为高填方地基加固的重要手段.关键词强夯;高填方地基;地基稳定性;压实功中图分类号TU223.2文献标识码A文章编号10028498(2011)10-0071-03ResearchonDynamicCompactionMethodandRollerCompactionMethodforTreatingHighFillFoundationStabilityAnMing,HanYunshan(1.ShanxiMachineryConstructionCompany,Taiyuan,Shanxi030009,China;2.SchoolofScience,NorthUniversityofChina,Taiyuan,Shanxi030051,China)Abstract:Combinewithengineeringpractice,thelayeredtreatmentcharacteristicsofdynamiccompactioninhighembankmentareintroduced.Thecomparisonofdynamiccompactionmethodandrollercompactionmethodisdoneintreatingunitcompactionwork,layerthickness,diametercontroloffillingmaterialsandfillingstyles,thestructureamonglayersaftertreatedandthetreatmentoforiginalsurface.Afterthecomparison,aconclusionisobtainedthatthemethodofdynamiccompactionisbettertoensurefoundationstability.Theresultshowsthatdynamiccompactionmethodiseasytorealizeandthequalityisguaranteed,anditwillbetheimportantmethodtostrengthenhighembankmentgradually.Keywords:dynamiccompaction;highfillfoundation;foundationstability;compactionwork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,山区高填方地基的加固已多采用分层强夯.1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,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.1)西南某工程为泥岩高填方地基,最大填方量500万m,最大高度35m.主厂房处理面积100万m,填方地基采用分层填筑,分层强夯,强夯厚度为收稿日期2011-03-07作者简介安明,山西省机械施工公司总工程师,高级工程师,山西省太原市胜利街1号030009,电话Email:sxjsam163.tom6m,能级为4O00kN?m,2005年3月完工,至今场地稳定,场地沉降和边坡变形值满足控制要求.而同场地的煤场区,采用分层碾压处理,在填筑高度达15m左右时产生滑坡,在坡脚构筑抗滑桩后,继续进行分层碾压施工,在填筑到25m左右时,再次发生滑动,并将已构筑抗滑桩剪断,不得已又进行第2次抗滑桩施工,并增大了抗滑桩截面面积.2)西南某工厂搬迁改造工程场地,采用搬山填沟造地,场地回填材料为开山的砂岩与泥岩.场地回填地基采用分层碾压处理,最大填方高度38m,场地填方施工完成数月后,坡脚40m外地表隆起,呈现滑坡迹象,后经在坡脚至隆起处采用强夯加固处理,才抑制了填筑体的滑坡发展.2高填方强夯地基的稳定性2.1强夯处理与分层碾压处理单位压实功比较1)填方地基的压实质量以压实系数A控制A为压实填土的控制干密度与填土最大干密度的比值,而压实填土的最大干密度和最佳含水量由72施工技术第4O卷击实试验确定.土的最佳含水量和最大干密度随压实功变化而不同.轻型击实试验的最佳含水量接近塑限,而重型击实试验的最佳含水量小于塑限.轻型击实标准的压实功相当于68t压路机的碾压效果,重型击实试验的压实功相当于1215t压路机的碾压效果.轻型和重型击实试验单位土体压实功的试验参数与压实功比较如表1所示.2)不同强夯能级处理高填方地基时的强夯施工参数与单位土体压实功本文以高填方地基常用强夯能级3000,4000,6000,8000kN?m的一组施工参数进行计算分析(见表2).由表1,3可知,强夯的单位压实功是轻型压实试验的1113倍,重型击实试验的2.462.89倍.实际检测结果也可证明本文中关于西南某工程,经强夯处理后的高填方地基,夯间密实度在0.950.97,平均为0.96左右,夯点压实度在0.970.99,平均为0.98左右,压实度综合平均达到0.976左右.而分层碾压的平均压实度在0.92左右(按重型击实试验标准).2.2施工工艺比较2.2.1分层厚度比较1)分层碾压土方填筑地基应采用分层填筑,分层压实,采用机械压实时,分层的最大松铺厚度一般30em,当填筑地基的设计要求较低时,最大松铺厚度50em.土石填筑地基不得采用倾填的方法,均应分层填筑,分层压实.每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定,不宜大于40cm.石方填筑地基分层虚铺厚度一般不宜大于50em,当设计要求较低时,分层虚铺厚度不宜大于1.Om.2)强夯填筑地基表1轻型和重型击实试验参数与单位土体压实功比较Table1Comparisonoflightandheavycompactiontestparametersandunitcompactionwork注:括号中数值为方孔筛所得值表2不同强夯能级强夯处理填方地基施工参数Table2Constructionparametersoffillingfoundationwithdynamiccompactionmethodatdifferentenergylevel表3不同强夯能级处理高填方地基单位土体压实功统计Table3Compactioneffortstatisticofhighfillingfoundationatdifferentdynamiccompactionenergylevel2011No.341安明等:强夯法与分层碾压法处理高填方地基稳定性分析73土方填筑地基可按处理厚度一次抛填到位.土石方填筑地基应采用分层堆填法,分层厚度可按运输车辆采用1.52.51TI.石方填筑地基应采用分层堆填法,分层厚度取1.21.5m.当采用能级为3000,4000,6000,8000kN?1TI时,强夯法的分层处理厚度分别取4,6,8,10m.2.2.2填料粒径控制1)分层碾压法参照建筑地基基础设计规范GB50007-2002中第6.3.2条第2款规定和公路路基施工技术规范JTJ033-95中第5.4.2,5.5.2条规定.2)强夯法根据住房和城乡建设部2004年218号公告建设部推广应用和限制禁止使用技术中推广的强夯法处理大块石回填地基规定:块石最大粒径不得超过800mm.2.2.3回填方式1)分层碾压法对土方填筑,分成水平层次,逐层向上填筑,填一层碾压一层;对土石填筑地基,不得采用倾填方法,均应分层填筑,分层压实;对石方填筑地基,逐层填筑时,应安排好石料运输线路,专人指挥,按水平分层,先低后高,先两侧后中央卸料,并用大型推土机摊平,个别不平处应配合人工用细石料,石屑找平.当石块级配较差,粒径较大,填层较厚,石块间的空隙较大时,在每层表面的空隙里扫入石渣,石屑或中粗砂,再以压力水将砂冲入下部,反复数次,使空隙填满.人工铺填粒径25cm以上石料时,应先铺填大块石料,大面向下,小面向上,摆设平稳,再用小石块找平,石屑塞缝,最后压实.人工铺填粒径25cm以下石料时,可直接分层摊铺,分层碾压.2)强夯法土方填筑时,可按处理厚度一次回填到位,采用抛填法;土石混合料填筑时,可分层堆填;石方填筑时,应分层堆填,并应通过爆破一装车一堆卸一整平的工序,达到混合均匀,级配合理.从以上比较可以看到,分层碾压法分层厚度薄,粒径级配控制要求严格,石料需二次破解,工序复杂,在大规模施工条件下,管理难度非常大,质量难以控制,而强夯法则工艺简便,分层厚度大,工序简单,质量易于控制.需要指出的是,填方地基在压实或夯实时,对回填料的含水量控制是一个关键工序,当分层碾压分层薄,分层量大时,在雨季施工,排,防水措施工作量较强夯法施工工作量大大增加.2.2.4填方地基处理后层面间结构比较1)分层碾压法层与层间为面接触,当施工质量控制不好时,很容易形成面与面之问的滑动.2)强夯法由于强夯法的夯击能大大超过分层碾压的压实功,夯点的压实度甚至有超过1.0的,夯点墩体处于超压密状态,对滑动面有切割作用.强夯的影响深度大,上层土的夯点压实墩可以嵌入下层,形成交错,对于层面间有锁紧作用,消除了层面间形成较弱结构面的可能.2.2.5高填方地基原地面处理高填方地基无论采用何种方法加固,原地面的处理都很重要,除清除草皮,耕植层,抽水,清淤和斜坡挖台阶等常规做法外,当原地基有较软弱土层时也应予以处理.这是保证高填方地基稳定性的重要措施,由于分层碾压法影响深度有限,不可能对软弱土层进行有效处理;而强夯法由于加固深度大,可以采用强夯法,强夯置换法等对软弱地基做有效处理,大大降低了高填方地基产生深层滑动的可能.3结语工程实践表明,在保证正常的施工参数和施工工艺条件下,强夯法施工质量,压实度可高于分层碾压一至数个等级,而在工艺简便易行上也优于分层碾压,施工质量更易于保证.在施工速度上,分层碾压更是难于企及.在当前我国建筑用地日益紧张的情况下,建筑用地日益依赖于搬山填沟人工造地,高填方地基的稳定性成为建筑工程安全的突出问题,强夯法已成为高填方地基加固的重要手段.参考文献:1中国建筑科学研究院.JGJ792002建筑地基处理技术规范S.北京:中国建筑工业出版社,2002.2吴亚丽.强夯法在软