强夯法在公路基底处理的应用.docx

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1、强夯法在公路基底处理的应用1强夯地基的由来、技术特点和适用范围1.1强夯法的由来强夯法又称动力固结法,是将一个重锤(一般为1040t)从高处(Kr40m)自由下落,夯击地基,从而使地基土的强度得到提高、压缩性得到降低的方法。1957年,英格兰的道路研究所就曾运用普罗克特(Proctov)击实原理开展过深层土体的压实处理,但直到1970年前后,强夯法才在法国工程师路易斯梅纳(1.ouisoMeiiard)的开发和倡导下,真正大规模地应用于深层土体的加固处理中。强夯法最初仅用于加固圆锥探头阻力9s低于10MNmZ的砂和碎石层,随着施工机械和施工工艺水平的提高,实践证明,强夯法也可用于粘性土地基的加

2、固处理。1.2强夯技术的特点1.2.1适用各类土层:可以用于加固各类砂性土、粉土、一般黏性土、黄土、人工填土,特别适宜加固一般处理方法难以加固的大块碎石类土以及建筑、生活垃圾或工业废料组成的杂填土,结合其它技术措施亦可用于加固软土地基。1.2.2应用范围广泛:可应用于工业与民用建筑、重型构筑物、设备根底、机场跑道、堤坝、公路和铁路路基、贮仓、堆场、油罐、桥梁、港口码头、核电站、人工岛等。1.2.3加固效果显著:地基经强夯处理后,可明显提高地基承载力、压缩模量、增加干密度、减少孔隙比,降低压缩系数、增加场地均匀性,消除湿陷性、膨胀性,防止振动液化。1.2.4有效加固深度:单层8000kN-M高能

3、量级强夯处理深度达12m,多层强夯处理,深度可达2454m,一般能量强夯处理深度在68m。1.2.5施工机具简单:强夯机具主要为履带式起重机。当起吊能力有限时,可辅以龙门架等设施。1.2.6节省材料:一般的强夯处理是将原状土施以能量,无需添加建筑材料,大大缩短施工周期。1.2.7节省造价:由于强夯工艺无需材料,节省了建筑材料的购置、运输、制作、打入费用,除了消耗油料外,没有其它消耗。1.2.8施工快捷:只要工艺适合,特别是对粗颗粒非饱和土的强夯,周期更短;但是,雨天影响比较严重。1.3强夯法加固地基在建筑中适用范围强夯施工方法具有施工机具简单,施工方便,加固地基效果显著,适用范围广泛,能缩短工

4、期和降低工程造价等优点。一般来讲,强夯地基适用于处理碎石、砂土、杂填土(不含生活垃圾)、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土等,但笔者认为,现场监理尚应该参照地勘报告,掌握有关技术指标,如土层颗粒的组成,孔隙比,液性指数、塑性指数、饱和度、渗透系数等;对于有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的杂填土,还要查清杂物的分布范围、深度、有机质含量及是否对根底有侵蚀性。由于湿陷性土浸水后会产生附加沉降,其湿陷系数也应作为一项控制指标。工程中是否考虑选用强夯根底是由设计决定,但监理在必要时应提醒设计对以上技术指标作综合考虑。如一市政道路工程,设计选用了强夯地基,但经过比照地勘资料,监理提醒设计注意在地勘报

5、告中反映了部分回填土中含有大量木糠,经查清其分布范围及埋深后设计采取了相应的技术处理措施,从而确保了工程的施工质量。2强夯法加固地基机理关于强夯法加固地基的机理,目前有关专家学者意见还不很一致,但对于地基处理中经常遇到的几种类型的土,一般的观点认为:强夯法是在极短的时间内对地基土体施加一巨大的冲击能量(一般而言此冲击能量不小于800kNm),加荷历时约几十毫秒,对含水量较大的土层,加荷时间约100毫秒左右。这种突然释放的巨大能量,将转化为各种波型传到地下。首先到达某指定范围的波是压缩波,它使土体受压或受拉,能引起瞬时的孔隙水聚集,因而使地基土的抗剪强度大为降低,据理论计算这种波以振动能量的7%

6、传播出去,紧随压缩波之后的是剪切波,以振动能量26%传播出去,剪切波会导致土体构造的破坏。此外的瑞利波(面波)以振动能量的67%传出,在夯点附近造成地面隆起。土体在这些波的综用下,土体颗粒重新排列相互靠拢,排出孔隙中的气体,使土体挤密压实,强度提高。根据上述观点,地基土经强夯法加固后,其强度提高过程大致可分为四个阶段:夯击能量转化,同时伴随强制压缩或振密(表现为土体中水及气体排出,孔隙水压力上升);土体液化或土体构造破坏(表现为土体强度降低或抗剪强度丧失);排水固结压密(表现为渗透性能改变,土体裂隙发展,土体强度提高);触变恢复并伴随固结压密(包括部分自由水又变成薄膜水,土的强度继续提高)。3

7、工程实例3.1工程概况G106国道扩建工程#段项目,根据地勘资料,场区发育有28m不等的杂填土,其中以碎石、粘性土为主,兼有泥炭质页岩块石,建筑垃圾等;碎石、粘性土含量极不均匀且未经压实,需加固后方可直接作为填土高度达23m的高填方路基基底。设计采用强夯处理方法对填土层开展加固处理。设计夯击能为2250kNm,落距为18mo3.2强夯施工情况3.2.1本次强夯在施工前,首先对路段k2325k2825段开展了试夯,试夯区域经检测合格后,再根据试夯区的施工参数,在场地大范围推广施工。3.2.2全部采用“两遍点夯、两遍满夯”的施工方案,同时,对局部地质条件较复杂的地段采用“四遍点夯、三遍满夯”开展加

8、强处理;满夯夯击能采用IOOOkN血,落距78m,按1/4搭接。3.2.3施工中,发现场地k2356k2402段的土质较差,经加强处理后仍然达不到设计要求,故对k2356k2402段基底采用换土处理,回填碎石土后再开展强夯施工,同时,根据设计要求,在施工过程中,如遇雨水天气,则严格按照强夯施工规范要求。3. 3加固效果该工程于20*年11月竣工,经建设单位委托有检测资质的施工单位对场地开展检测说明:通过本次强夯处理,土体密实度明显提高,承载力及密实度均能够满足设计要求。4建议3.1 做好强夯地基的施工监控。由于强夯地基的许多技术参数都要求在试夯及施工过程中确定,因此,加强对强夯地基的试夯及施工

9、监控,及时掌握各项技术参数尤为重要。强夯施工开始后,监理工程师应开展全程旁站检查,重点是要对设计参数开展验证,发现偏差应及时反应给设计。监理工程师在监控中应注重做好以下几点:掌握设计意图、审核施工单位资质、认真审核施工方案、旁站检查与记录、安全控制。3.2 强夯施工前,应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区,开展试夯或试验性施工。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建设规模及建筑类型确定。施工过程中,应该严格遵守技术参数要求开展施工。施工后作好质量检测,并作好后期工作和以后的问户工作。3.3 对该工程质量开展全方位控制应从以下几方面着手:(1)对建设工程所有工程内容的质量开展控制。(2)对建设工程质量目标的所有内容开展控制。(3)对影响建设工程质量目标的所有因素开展控制。

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