强夯置换设计

1、成都新机场试验段三区地基处理设计中地三局班级：2014级土木八班公司成员：鲁环宇、罗琪琪向海泉、任培海、郭建目录1.工程地质概况42 .编制依据72.1 技术文件72.2 技术标准73 .施工设计73.1 夯锤及落距73.2 夯击点布置及间距、夯击数及遍数83.3 强夯置换材料103.4 夯击间歇时间及垫层厚104 .设计计算104.1 置换率104.2 最终沉降量计算105 .施工建议115.1 准备工作115.2 塑料排水带施工注意事项126 .现场观测与质量检验126.1 现场观测126.2 质量检验137造价预算131.工程地质概况根据本次钻探揭露及现场调查，试验段内地层主要构成为：第

2、四系全新统植物土层（Qpd）、第四系全新统湖积层（Q1）、第四系全新统冲洪积层（Qal+pl）、第四系全新统残坡积层（Qel+dl）、侏罗系上统蓬莱镇组上段（Jap2）,-1耕植土1（坡地、旱地）：黄褐色、松散、稍湿，主要由黏土组成，含大量植物根系，主要在分布在山丘上部及坡地表层，厚度0.501.70m。-2耕植土2（水稻田表层）：灰褐色、松散、湿饱和，主要由黏土组成，含大量植物根系，主要在耕地、沟谷中，厚度0.701.00m。（2）湖积层（Qb（主要在水塘、沟渠底部）-1淤泥：灰色灰黑色，流塑，夹有机物及腐植质，无摇振反应，稍有光泽，韧性低，干强度低，有腐臭味。主要分布在部分农田、水塘、河底

3、以及沟渠底部，层厚0.72.70m。-2淤泥质黏土：黄色黄灰色，软塑为主，局部可塑，夹有机物及腐植质，无摇振反应，稍有光泽，韧性低，干强度低。主要分布在部分农田、河底以及沟渠底部，层厚1.003.00m。图1.湖积层土样冲洪积层（Qal+pl）-1粉质黏土：灰黄褐黄色，可塑，湿，含铁钻质氧化物，无摇震反应，光泽度强，韧性中等，干强度中等。局部分布，钻孔揭露白层厚为1.202.90m-2黏土：褐灰色，次为灰白色，软塑，含大量灰白色黏土条带，光泽度一般，韧性中等，干强度中等。该层局部出露于农田、河谷、冲沟地带，钻孔揭露的层厚为1.109.80m。图2,冲洪积层土样-3黏土：褐黄色棕红色，可塑，切面

4、光滑，含少量铁钻质氧化物及钙质结核，无摇震反应，光泽度强，韧性较高，干强度较高。该层广泛出露，钻孔揭露的层厚为0.808.70m。-4黏土：褐褐黄色棕红色，硬塑为主，局部坚硬，裂隙发育，切面光滑，含少量铁钻质氧化物及钙质结核，无摇震反应，光泽度强，韧性较高，干强度较高。该层广泛出露，钻孔揭露的层厚为1.406.40m。处理地区软土位置如下;图3,软土分布处理地区软土深度分布:图4.软土深度分布由以上资料分析可得，软土分布广泛，且深度最深处为10m左右，最浅深度有0.5m,处理地区的软土主要由黏土黏土、冲洪积层等组成，局部有淤泥。对此采用先点夯再轻锤满夯进行。钻孔编号土层名称：层底埋深(m)压缩

5、模量(MPa)孔口高程(m)地势设计高程(m)填土高度(m)附加应力P(kPa)S27软塑黏土4.43.0425.08437.7213.44268.8可塑黏土7.05.5S28淤泥质黏土1.02.5425.16438.1113.75275.0软塑黏土7.23.0可塑黏土10.95.5表1.1处理区土层性质ag孔号上部填土厚度(m)估算沉B1量(mm)试验段三区S2713.44203.57S2813.75287.85S3216.96163.55S3513.90217.70S3613.22207.65表1.2填土厚度及沉降情况2.编制依据2.1技术文件(1)成都新机场选址报告(中国民航机场建设集团

6、公司，2013.5.20)(2)成都新机场初步勘察范围线图(中国民航机场建设集团公司，2015.4.23)(3)成都新机场场址方案及跑道构型可研初步方案(中国民航机场建设集团公司，2015.5.25)(4)成都新机场场可研二版初步工作稿(中国民航机场建设集团公司，2015.07.02)(5)成都新机场可研阶段初步勘察投标文件(中国建筑西南勘察设计研究院有限公司2015.05.08)(6)成都新机场预可研岩土工程勘察报告(中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，2013.11.12)(7)成都新机场可研阶段岩土工程初步勘察报告(中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2015.08)(8)成都新机场可研

7、阶段岩土工程初步勘察合同(2015.05.25)(9)成都新机场试验段勘察范围线图(中国民航机场建设集团公司，2015.08)(10)成都新机场试验段岩土工程详细勘察大纲(2015.08)2.2技术标准(11)民用机场岩土工程设计规范(MH/T5027-2013)(18)工程测量规范(GB500026-2007)(19)土工试验方法标准(GB/T50123-1999)(20)工程岩体试验方法标准(GB/T50266-2013)(22)建筑地基处理技术规范(JGJ79-2012)(23)建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)3.施工设计3.1 夯锤及落距(1)强夯机选用直径2.5m,锤重为20

8、t,静压力为40kPa。（2）施工采用两遍点夯，一遍满夯。（3）由于需要处理的软土起伏较大，为了使处理后的地基均匀性好，减少沉降差异，同时节省工程费用将该处理取分为两个亚区。一区处理深度为10m二区处理深度为8.5米，满夯处理深度为5m三个区选用同样的夯锤，通过改变夯击落距调节处理深度。确定夯击有效深度H;H=.M*hM/锤质量（t）,这里选用20t;a-系数，对软土可取0.5;h-落距（n）,这里取23nl由以上计算可得一区有效加固深度为10.7m,二区、三区有效加固深度如下：不同处理区段参数夯锤锤重夯击能/kJ项目/t落距/m一区20234600二区20153000三区20510003.2

9、夯击点布置及间距、夯击数及遍数夯击点采用正方形布置，夯击点间距一区采用6米，二区采用6.5米，满夯采用7米。考虑到一区软土层较厚，所以一区每点夯击8-10击，二区每点夯击6-8击（在夯击过程中通过实验测得已达到夯击最佳效果，则可适当减少夯击次数）满夯夯击次数一般为4-6击。一二区点夯击两遍，满夯处理区全部强夯。处理区范围长和宽各扩大5米。图5.夯击分区图图6.正方形夯击点布置图3.3 强夯置换材料强夯置换材料宜选用级配良好的碎石，粒径大于300mm的颗粒含量不宜超过全重的30%。3.4 夯击间歇时间及垫层厚对粘性土，由于其孔隙水压力消散较慢，故当夯击能逐渐增加时，孔隙水压力亦相应叠加，其间歇时

10、间取决于孔隙水压力消散情况。故预先埋设砂井，可以加速孔隙水压力消散。大概时间需要12天(时间可根据试验调节，如提前符合条件，可提前夯击第二遍)4.设计计算4.1 置换率该处理区分为三个部分，三个部分的夯点间距不同则各自的置换率如下;d2根据正方形布点经验公式m=2-可得d2e则可计算出一、二、满夯区的布点数目x一，S.mX=d2"'4置换率及布点分区布点置换率布点数目一区0.13633二区0.1158119满夯区0.099894074.2 最终沉降量计算计算方法采取分层总和法:ScnZi=1Esihi式中：Esi第i分层的压缩模量oz(i)第i分层顶面的附加应力hi分层厚度复

11、合地基压缩模量计算根据：Epsi=mEpi+(1m)Esi满夯时复合地基压缩量计算如下表:满夯复合地基压缩量计算地层厚度/m土体压缩复合地基模量/MPa压缩模量沉降量/mm淤泥质黏土12.57.24477534.50762791软塑黏土6.237.69483200.628214可塑黏土3.75.59.94510592.63853926总和327.77438124.2.1满夯复合地基最终沉降量一区复合地基压缩量计算地层厚度/m土体压缩模量/MPa复合地基压缩模量沉降量/mm淤泥质黏土12.58.9627.90178571软塑黏土6.239.392164.3739353可塑黏土3.75.511.5

12、5279.75242382总和272.0281448地层厚度/m土体压缩复合地基模量/MPa压缩模量淤泥质黏土12.58.0005软塑黏土6.238.4426可塑黏土3.75.510.65314.2.2一区复合地基最终沉降量二区复合地基压缩量计算总和4.2.3二区复合地基最终沉降量沉降量/mm31.248047182.858361286.48186913300.5882773这里算出来最大沉降32.8cm是自然状态下的沉降量。考虑到土体先期有排水固结的过程可能会使地基土沉降10-20cm,加之在软土较厚地区这是第二遍夯击，所以一二区可能在点夯过程中土体已经达到了设计变形要求，除一二区以外的其它

13、地区软土层只有2.5m左右,而设计的处理深度为5米。故可认为满足设计要求。当然在处理完毕后一段时间，质量检验还可以进一步验证处理效果，如果检验部分未达到设计要求，还可以补点夯击置换等措施加固。5.施工建议5.1 准备工作1 .清理平整场地后在松软土层地区可以铺设1.0-2.0m的砂石垫层，方便机械施mo2 .标出夯击点位置后，测量夯前锤顶高程。3 .在每一遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠正。4 .夯击并逐击记录夯坑深度，当夯坑过深发生起锤困难时停夯，向夯坑内填料直至与夯顶平，记录填料数量，如此重复直至满足规定的夯击次数或实验测得以满足要求，当夯点周围软

14、土被挤出影响施工时，可随时清理并在夯点周围铺垫碎石，继续施工。5 .由内而外，隔行跳打原则完成全部夯点施工。6 .2塑料排水带施工注意事项1、打设机定位时管靴与板位标记的偏差应控制在±70mms围内2、打设过程中应随时注意控制套管垂直度，其偏差应不大于土1.5%3、必须按设计要求严格控制塑料排水带的打设标高，不得出现浅向偏差；当发现地质情况变化无法按设计要求打设时，应及时与现场监理人员联系并征得同意后方可变更打设标高4、打设塑料排水带时严禁出现扭结断裂和撕破滤膜等现象5、打设时回带长度不得超过500mm且回带的根数不宜超过打设总根数的5%6、剪断塑料排水带时砂垫层以上的外露长度应大于

15、200mm7、应检查每根板的施工情况当符合验收标准时方可移机打设下一根，否则须在邻近板位处补打8、打设过程中应逐板进行自检并按要求作好施工记录塑料排水带施工原始记录表见附录9、打入地基的塑料排水带宜为整板，长度不足需要接长时必须按附录规定的方法与要求进行10、一个区段塑料排水带验收合格后，应及时用砂垫层砂料仔细填满打设时在板周围形成的孔洞，并将塑料排水带埋置于砂垫层中。6.现场观测与质量检验6.1 现场观测(1)地面及层深变形；每当夯击一次应及时测量夯击坑及其周围的沉降量、隆起量和挤出量。另外，对场地的夯前夯后平均标高的水准测量，可直接观测出强夯法加固地基的变形效果，还有在分层土面上或同一土层

16、上的不同标高处埋设深层沉降标，用于观测各分层的沉降量，从而确定强夯法对地基土的实际有效加固深度。(2)孔隙水压力；一般可在试验现场沿夯击点等距离的不同深度或等深度的不同距离埋设双管封闭式孔隙水压力仪或钢弦式孔隙水压力仪，在夯击作用下，对孔隙水压力沿深度和水平距离的增长和消散的分布规律。从而调节两个夯击点的夯距、夯击的影响范围间歇时间以及饱和夯击能等参数。6.2 质量检验夯击结束后应间隔一定时间方能对地基加固质量进行检验，对碎石土和砂土地基其间隔时间可取7-14天，对粉土和粘性土地基可取28天，强夯置换处理完工后承载力检验应采用单墩载荷试验检验和动力触探等有效措施，查明置换墩着底情况及承载力与密度随深度的变化。地基荷载试验检验的置换墩着底情况检验数量应不少于墩点数的1%且不少于三个，检测点位置可分布在夯坑内、外和边缘，检验深度应不小于设计处理的深度。7造价预算使用该方案处理的造价主要有以下几部分组成；(1)填方；摊铺、平土(石渣)、洒水、碾压或夯实。654.08元/m2(2)平整场地；标高w土300mm的挖填找平。综合单价116.99元/100m2(3)夯击填料；摊铺、平土(石渣)、洒水、碾压或夯实。综合单价2111.47元/100m2.一一一一