强夯置换法在杂填土路基处理中的应用

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6 64 《工程与建设》 2010年第24卷第5期
单 红 军 :强 夯 置 换 法 在 杂 填 土 路 基 处 理 中 的 应 用
地基与基础
D I J I Y U J I C H U
石 、碎 石 填 平 夯 坑 。 满 夯 是 以 低 能 量 1 000kN·m“搭 夯”即锤印彼此搭接。
垫 层 铺 设 :要 求 拟 加 固 场 地 必 须 具 有 一 层 稍 硬 表 层,可铺设2m 碎石垫层。
强夯施工结束 后,间 隔 14d 对 地 基 加 固 质 量 进 行检验。检验方法对承载力可采用复合地基载荷试 验确定。检测点分 别 布 置 在 夯 坑 内、夯 坑 外、夯 击 区 边缘。测点数每 30 m 里程长不少于 3 点,据现 场 情 况 可 要 求 加 密 。 检 验 深 度 应 不 小 于 设 计 处 理 深 度 ,对 强夯置换的范围与深度可采用地质雷达检测。此外, 质量检验还包括检查强夯施工过程中的各项测试数 据和施工记录。
表 1 各 土 层 有 关 设 计 参 数
层序 ①1 ①2 ①3 ①4 ①5 ②
岩土层名称 杂填土 淤泥
淤泥质填土 素填土 素填土
中风化砂岩
土 层 厚 度/m 2~5 4~6 4~6 4~8 1~2
承载力特征值 fak/kPa 70 40 60 100 180
1 200
压缩模量 Es/MPa 3.5 2.0 2.5 4.0 10.0
夯 击 次 数 与 遍 数 :夯 击 次 数 一 般 每 遍 取 3 次 ,一 般 夯3遍,再进行满夯。每一夯击点夯完一击后,即用块
收 稿 日 期 :2010-06-24;修 改 日 期 :2010-08-02 作 者 简 介 :单 红 军 (1970- ),男 ,安 徽 宿 州 人 ,安 徽 省 天 元 路 桥 建 设 有 限 公 司 工 程 师 .
(4)强 夯 置 换 法 在 城 市 道 路 杂 填 土 、淤 泥 质 土 等
地 基 加 固 中 具 有 广 阔 应 用 前 景 ,但 由 于 强 夯 置 换 法 设 计 国 内 尚 无 完 整 的 设 计 规 范 的 计 算 方 法 ,这 些 都 有 待 进一步实践、研究 总 结。 另 外,强 夯 过 程 中 夯 锤 自 由 下落产生 的 噪 声 和 震 动,也 给 周 围 环 境 带 来 不 利 影 响,在城市道路施工 中,可 采 取 在 夯 区 周 围 设 置 隔 震 沟 ,严 禁 在 夜 间 施 工 等 防 治 措 施 。
后地基承载力是否达到设计要求。
试验采用中等 能 量 级 3 000kN·m 的 夯 击 能,
夯 锤 重 180kN,直 径 1.2 m,落 距 16 m。 试 验 内 容 包
括 :有 效 加 固 深 度 、置 换 深 度 、地 基 容 许 承 载 力 。
2.2 强 夯 地 基 质 量 检 验
对 强 夯 置 换 地 基 ,无 法 取 得 土 的 代 表 性 的 物 理 力
学指标,只有通过现 场 载 荷 试 验 来 确 定 地 基 承 载 力,
为 此 ,强 夯 后 进 行 了 载 荷 试 验 。
仪器型 号 Mt-3A 型 荷 载 试 验 机,承 压 板 面 积 0.5m2,夯 后 静 载 荷 试 验 成 果 见 表 2、图 1。
表 2 夯 后 静 载 荷 试 验 结 果
3 结束语
(1)强夯 在 技 术 上 是 可 行 的。 目 前 该 工 程 施 工
《工程与建设》 2010年第24卷第5期 6 65
地基与基础
D I J I Y U J I C H U
单 红 军 :强 夯 置 换 法 在 杂 填 土 路 基 处 理 中 的 应 用
已结束,经检测地基 满 足 设 计 要 求,证 明 强 夯 置 换 法 在 处 理 杂 填 土 、淤 泥 质 土 地 基 是 完 全 可 行 的 。
2 强夯施工
2.1 强 夯 试 验 根据工程要 求,2007 年 5 月 对 工 程 区 域 采 取 了
试夯,通过现场强夯 试 验,确 定 工 程 强 夯 设 计 有 关 参 数,验证中等夯击能 量 级 的 夯 击 能,是 否 能 达 到 有 效
的 加 固 深 度 、置 换 深 度 。 并 验 证 地 基 经 强 夯 置 换 处 理
1 强夯设计
1.1 原 理 强夯置 换 法 在 国 外 亦 称 “动 力 置 换 与 混 合 ”法
(Dynamic replacement and mixing method),因 为 墩 体 填 料 为 碎 石 或 砂 砾 时 ,置 换 墩 形 成 过 程 中 大 量 填 料 与墩间土混合,越浅 处 混 合 的 越 多,因 而 墩 间 土 已 非 原来的土 而 是 一 种 混 合 土,含 水 率 与 密 实 度 改 善 很 多,可与 墩 体 共 同 组 成 复 合 地 基,取 得 较 好 的 工 程 效果。 1.2 强 夯 设 计
图 2 强 夯 后 地 基 雷 达 波 图 像
由雷达图像可见:3m 位置块石贯入土层中的深 度为 8.5 m,8 m 位 置 块 石 贯 入 土 层 中 的 深 度 为 3.5m,12m 位置块 石 贯 入 土 层 中 的 深 度 为 4.9 m。 经 综 合 判 定 ,强 夯 置 换 墩 的 承 载 力 为 >200kPa,有 效 加固深度为8 m[5]。
合肥市樊洼路 B 段 为 废 弃 采 石 坑,长 约 120 m, 土,含有大量建筑垃圾(见表 1)。路基 范 围 内 坑 底 最 宽70~80 m,坑 深 约 18 m。 道 路 沿 坑 南 侧 通 过,道 低处高 程 约 为 7 m,填 土 厚 度 约 15 m,基 底 为 砂 岩, 路红线30m,其中约20m 位于坑内。工程勘察设计 路基范围内土方量近2×104~3×104 m3。为此问 题 时坑底 淤 泥 约 2 m,水 深 约 7~8 m。 由 于 铁 路 箱 涵 业主邀请了多名环境地质专家作了专题论证,经与换 施工向采石坑东侧倾倒了大量弃土、以及后期采石坑 填、打入桩等方案综合比较后认为采用强夯置换对路 西侧的堆弃的建筑垃圾,造成采石坑工程地质环境复 基范围地基进行处理是比较合理的方案 。 [1-4] 杂化,经补充勘察采 石 坑 中 土 层 为 淤 泥 及 杂 填 土、素
锤重与落距:要求单击夯击能不小于1 500kN·m,
锤重可选择100~150kN,落距15~18m 左右,据试 夯情况调整。锤底面积1~1.2 m2,应 控 制 夯 锤 的 宽 高 比 ,以 防 止 偏 锤 现 象 。
夯击点布置与间距夯击点布置一般为正三角形 或正方形。强夯处理范围左侧红线外 8 m,右侧至坑 边 。 夯 距 的 确 定 ,根 据 地 基 土 的 性 质 夯 击 点 间 距 可 为 5~8m,以保证使夯 击 能 量 传 递 到 深 处,墩 底 穿 过 淤 泥层为基 本 原 则。 夯 距 施 工 时 可 据 试 夯 资 料 调 整。 本 工 程 采 用 的 是 整 式 置 换 ,根 据 试 夯 墩 体 扩 散 半 径 来 调整夯击点间距。
(3)强夯 在 经 济 上 是 合 理 的。 强 夯 法 消 耗 的 材 料最少,采用换填 方 案 需 换 填 土 方 约 15×104 m3,造 价增加1~2倍,且 垃 圾 外 运 对 环 境 影 响 大。 采 用 打 入 桩 方 案 造 价 估 算 要 增 加 3~5 倍 。 推 广 强 夯 置 换 法 应用必将产生更大的经济效益和社会效益。
对 强 夯 置 换 深 度 采 用 地 质 雷 达 探 测,地 质 雷 达 (GPR)方法 是 一 种 用 于 探 测 地 下 介 质 分 布 的 广 谱 (10MHz~1GHz)电 磁 技 术。 通 过 对 接 收 的 反 射 波 进行分析就可推断地下地质情况。检查强夯加固的 范围同深度。
夯实置换深度检测在夯实区沿纵向布置了4条 侧线,横向布置了10条侧线,点距0.2 m。 图 2 为其 中一条横向测线成果。
施 工 中 对 局 部 土 层 较 软 地 段 ,可 填 入 片 石 、碎 石 , 强 夯 挤 淤 。 强 夯 处 理 经 验 收 合 格 后 ,填 筑 路 基 前 在 地 表填一层0.4 m 砂 砾 垫 层,加 强 路 基 排 水。 另 外 在 施 工 过 程 中 要 求 对 路 基 左 侧 淤 泥 进 行 适 当 卸 载 ,以 挤 淤隆起量不超过路床高为限。对路基外侧采石坑余 部 建 议 将 其 征 用 ,作 为 城 市 绿 化 用 地 。 因 为 该 处 若 不 控 制 地 表 荷 载 的 稳 定 性 ,将 可 能 导 致 地 基 侧 向 位 移 造 成道路破坏。 1.4 质 量 检 测
地基与基础
D I J I Y U J I C H U
单 红 军 :强 夯 置 换 法 在 杂 填 土 路 基 处 理 中 的 应 用
强夯置换法在杂填土路基处理中的应用
单红军
(安徽省天元路桥建设有限公司,安徽 宿州 234000)
摘 要:强夯法多年来广泛应用在建筑、水利、交通、港口等多种工 程 地 基 加 固 上,文 章 介 绍 了 强 夯 置 换 法 在 城 市 道 路 深 厚 杂 填 土 及淤泥质土地基加固上的应用,内容包括试验、施工、检测。采用强夯置换法取得了良好的经济效 益 和 社 会 效 益 ,目 前 正 是 中 国 城 市 建 设 的 大 发 展 时 期 ,可 供 同 类 工 程 参 考 。 关 键 词 :地 基 加 固 ;强 夯 置 换 法 ;锤 重 ;落 距 中 图 分 类 号 :U412.222;TU472.31 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1673-5781(2010)05-0664-03
(2)施 工 简 单 、速 度 快 。 强 夯 置 换 法 施 工 机 具 设 备 简 单 ,只 需 起 重 机 和 夯 锤 ,另 配 置 挖 掘 机 即 可 ,效 率 高,施工速度快 。 [6] 本工程强夯只用了20个工 作 日, 如采用挖除回填处 理,由 于 淤 泥 的 流 动 性,须 将 其 全 部挖除,外运垃圾近10×104~20×104 m3,外运方 案 不 经 济 且 对 环 境 影 响 大 。 仅 清 运 垃 圾 就 要30d,且 换 填 需 采 用 灰 土 ,施 工 对 周 边 市 民 生 活 影 响 大 。 采 用 预 制 桩 方 案 ,由 于 基 底 为 基 岩 ,难 以 稳 定 桩 身 ,同 时 桩 长 不 好 控 制 ,桩 顶 需 进 行 特 殊 设 计 ,施 工 繁 琐 ,且 打 入 桩 对周边市民生活影响大 。 [7]
p/kPa 50 100
150 200
s/mm 0.36 0.69 1.01 1.45
计 算 结 果 p/kPa p0 大于200
Baidu Nhomakorabea
图1 夯后静载荷试验 p-s曲线
从夯后p-s 曲 线 可 以 看 出,当 压 力 增 加 到 200 kPa时,p-s曲线仍 呈 直 线 变 化,从 沉 降 速 率 和 下 沉 量 来 看 地 基 的 承 载 力 远 远 大 于 200kPa。
间 歇 时 间 :各 遍 间 的 间 歇 时 间 取 决 于 加 固 土 层 中 孔 隙 水 压 力 消 散 所 需 要 时 间 。 本 工 程 为 强 夯 置 换 ,可 连续夯击施工。
现场测试设计现场的测试工作是强夯施工中的 一个重要组成部分。为此在施工之前应进行现场试 夯,以便取得设计 数 据。 根 据 本 段 地 质 条 件,可 仅 对 地面及深层变形、振动加速度测试。 其目的是:① 了 解地表隆起的影响范围及垫层的密实度变化。② 研 究 夯 击 能 与 沉 降 量 的 关 系 ,用 以 确 定 单 点 最 佳 夯 击 能 量。③ 确定场地 平 均 沉 降 和 搭 夯 的 沉 降 量,用 以 研 究强夯的加固效果。④ 通过测试地面振动加速度可 以了解强夯振动影响的范围。将地表的最大振动加 速度为0.98m/s2 处作为设计振动影响安全 距 离,为 了 减 小 强 夯 振 动 的 影 响 ,可 在 夯 区 周 围 设 置 隔 振 沟 。 1.3 施 工 要 求
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