公路液化地基处理

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
在确定高速公路液化地基处理原则之前,必须先进行地基液化可能性和危害性评价。考虑到高速公路特点,根据现行《公路工程抗震设计规范)和《建筑抗震设计规范》的有关规定,主要指标仍采用《公路工程抗震设计规范》中的规定,其中初判增加了土层埋深,即基本烈度为7,8,9度时,液化深度下限分别为l5,l7,20 m,超过该深度时,不考虑液化影响。再判时强调以剪切波速法为主、标准贯人试验控制的方法,而且剪切波速以瞬态瑞利波法测定,临界剪切波速采用《岩土工程勘察规范》推荐的计算公式。
公路液化地基处理机理及技术
摘要:地基液化是高地震烈度区影响地基稳定性的重要因素之一,是引起构筑物破坏的主要形式之一,一直是土动力学的主要研究课题。本文对公路地基液化的研究现状及主要处理机理和施工技术进行描述。
关键词:公路,液化地基,施工,强夯发
引言
我国是一个地震多发国家,而地基液化又是高地震烈度区影响地基稳定性的重要因素之一,所以对液化地基的处理施工对工程的质量,投资进度等有着至关重要的意义。本文引用公路液化地基相关的国内外文献就目前国内液化地基的处理及施工技术进行阐述。
夯扩碎石桩处理后,复合地基承载力特征值对于三种间距时应不低于140Mpa(间距2.0米)、150Mpa(间距1.8米)、160Mpa(间距1.6米),对应工后沉降容许值不大于30、20、10cm。
填料为未风化的干净碎石,粒经宜为20mm—50mm,含泥量不超过5%。
关于液化程度分级《公路工程抗震设计规范》中没有明确给出液化程度的确定方法,仅以液化抵抗系数c 作为设计修正的依据,不利于确定液化地基处理措施。为此,建议引用《建筑抗震设计规范》中根据液化指数 进行分级的方法,将液化程度分为轻微、中等、严重三个等级。进一步地,根据高速公路不同构造物和路段特点,采用表l的液化地基处理原则。液化地基处理原则:(1)特大桥,大桥,立交,跨线桥:①轻微液化:B②中等液化:A③严重液化:A;两侧各50m(2)中小桥,通道,涵洞:①轻微液化:不处理②中等液化:B③严重液化:A;两侧各10-50m(3)一般路段堤高>4m: ①轻微液化:不处理②中等液化:C③严重液化:A;处理至坡脚3m左右。一般路段堤高≤4m: ①轻微液化:不处理②中等液化:不处理③严重液化:C;处理至坡脚3m左右。以上措施未考虑倾斜场地的影响,A表示全部消除液化的措施,桩基础应穿透液化层;B表示基础结构和上部结构采取的构造措施,主要为减小或适应不均匀沉降的措施;C表示部分消除液化的措施,即在中心线两侧一定范围内(如10m)不处理或只进行简单处理,而在其外侧作处理。
1, 强夯施工
1.1强夯的作用机理
强夯法通过重锤自由落下,在极短的时间内对土体施加一个巨大的冲击量,使土体强制压缩、振密、排水固结和预压变形,从而使土颗粒趋于更加稳固的状态,以达到地基加固的目的。
2.2强夯施工工艺
a. 强夯机械的选用
强夯可采用两种类型的机械,一种是起重能力50t的履带吊配18~20t的铸铁夯锤;另一种是20~25t起重能力的吊机配16~20t的夯锤,这种夯机吊臂顶上须配辅助门架。因此,每个夯点须移一次吊机,而且移动速度慢,效率较低。相比较使用大吨位吊移动方便,移一次机可打3~4个夯点,效率要比带辅助门架的夯机高出近1倍。
利用此是施工法可有效挤密加固桩周及桩底土层,使松散的土体更加密实,对砂性土的挤密效果尤其显著,可有效消除松散砂土的液化现象,改善土的物理力学指标,提高地基土的承载能力和压缩模量,减少地基土的压缩变形。
2 设计标准
夯扩碎石桩设置位置为桩基构造物两侧30(50)米。
夯扩碎石桩按正三角形布桩,设计桩径为55厘米。间距自桥头至路基30(50)米范围内采用1.6—1.8—2.0米方式过度。
(6)铺设垫层前要对原地面进行清表并整平,且要按每20米一个断面,每个断面5个规定测点,测量清表后标高。
(7)用水准仪测量垫层铺设前、后的对应测点标高,初步确定垫层厚度,每20米一个断面,每个断面5个规定测点,再按每断面挖1处探坑,进一步确定垫层厚度(控坑必须在测点位置上)。
(8)垫层宽度按每20米一处用钢尺丈量。
b. 施工步骤
强夯处理,进行主、副夯和满夯3遍夯击。施工要点如下:
.清理地
.夯点布置
夯点放样用石灰(或标桩)标明第一遍位置,并测量标高。夯点采等边用三角形布置。主、副夯1500、2000与3000 KN.m三种夯击能对应的间距为4m、4.5m、5m(或采用夯锤直径的2.5—3.5倍)。
3 用强夯法处理砂土液化地基的质量检验评定
3.1 基本要求
强夯施工必须按夯击点确定的技术参数进行。以各个夯击点的夯击数作为施工控制数值。
3.2 外观鉴定
(1)填筑碎石垫层前必须清表、整平,无明显凸凹点。
(2)夯坑内积水应及时排除。
(3)夯后场地应平整,无局部隆起。
3.3 检验
(13)遇到不需拆迁的高压电线时,施工单位必须安排集中施工的方案,市高指向供电部门申请临时停电。
(14)施工人员要认真做好强夯施工记录,记录要求清楚、真实。
(15)施工人员必须注意观察已处理路段,发现异常情况及时报告驻地监理组和有关部门。
(16)在强夯区内的构造物必须在强夯完成后,才能进行构造物的下部施工。
静置7天以后进行效果检测。
(1) 强夯允许偏差项目:A 夯击点中心位移150mm,抽检按夯击点数5%; B 顶面标高+(-)20mm;C 表面平整度30mm。
(2)静力触探检验1/5000M2
(3)准贯入或重II试验检测桩间土液化消除效果。
(二)碎石桩法
当液化层较深或地表土层强度较低时,常采用碎石桩。本路通过各种碎石桩的效果、经济及环保等方面的对比,采用等能量、等变形夯扩挤密碎石桩。
一,土体液化
地震时饱和砂土地基会发生液化现象,造成建筑物的地基失效,发生建筑物下沉、倾斜甚或倒塌等现象。地基土的承载能力主要来自土的抗剪强度,而砂土或粉土的抗剪强度主要取决于土颗粒之间形成的骨架作用。饱和状态下的砂土或粉土受到振动时,孔隙水压力上升,土中的有效应力减小,土的抗剪强度降低。振动到一定程度时,土颗粒处于悬浮状态,土中有效应力完全消失,土的抗剪强度为零。土变成了可流动的水土混合物,此即为液化。
二,危害
地基的液化会造成:冒水喷砂,地面下陷,建筑物产生巨大沉降和严重倾斜,甚至失稳地基液化还引起其他一系列震害:喷水冒砂淹没农田,淤塞渠道,路基被淘空,有的地段产生很多陷坑;河堤裂缝和滑移;桥梁的破坏等。
三,影响因素
饱和砂土或粉土液化除了地震的振动特性外,还取决于土的自身状态:1.土饱和,即要有水,且无良好的排水条件;2.土要足够松散,即砂土或粉土的密实度不好;3.土承受的静载大小,主要取决于可液化土层的埋深大小,埋深大,土层所受正压力加大,有利于提高抗液化能力。此外,土颗粒大小,土中粘粒含量的大小,级配情况等也影响到土的抗液化能力。在地震区,一般应避免用未经加固处理的可液化土层作天然地基的持力层。
. 主夯完成以后,静置72小时,待孔隙水压力消失(75%)以后,推平夯坑,准备副夯。
. 重新测量定位,夯击点位于主夯夯击点之间,按上述要点进行副夯施工。
副夯每个点同样夯击4锤。夯完以后,间隔72小时,推平夯坑准备满夯。
.进行满夯处理
满夯处理范围为包括进行主、副夯的全幅,夯击能为500—1000KN.m。满夯时,夯点彼此搭接1/4(锤底面积),每点夯击2锤。 夯后测量标高。
.夯击就位,进行第一遍夯击(主夯)。
夯机就位后,将夯锤按设计夯击能起吊至预定高度, 脱钩下落,放下钓钩测量锤底倾斜度,当倾斜度大于30°时,应将夯坑填平后再进行夯击。
主夯夯击,每点夯击4锤。并做好详细记录。
.移动位置(不带门架的夯机,3~4点移动一次),进行下一点夯击。直至完成第一遍夯击。
五,处理方法
关于液化地基加固处理方法,在工民建、水利工程等领域已进行了不少研究,常用的方法有强夯法、振冲碎石桩法、换填法、振密法等。这里就前两种比较常用的方法作详细描述。
(一)强夯法
当全液化路基地段较长,需处理面积较大,公路沿线外缘较近范围内无村庄,无重要的构造物时,强夯法是比较理想的地基处理方法。
.夯坑若有积水,应排除以后才能推平夯坑。
2 强夯法处理液化地基的质量控制与管理
2.1 施工准备
编写施工组织设计,经驻地监理组审查,监理组提出书面审查意见,报总监代表审批同意方可施工。
2.2 施工管理
(1)施工单位要按设计图要求编制夯点编号图,编号图要清晰、规范、科学。
(2)施工单位必须制定严格的安全管理措施,现场操作人员必须戴安全帽,并对施工机械定期作安全检查。在强夯区四周要设置醒目的危险警告标志和安全管理措施,不允许行人和非施工车辆进入强夯区,以确保操作员、过往行人和车辆的安全。
(9)按设计要求进行夯点布置,夯点定位布置用钢尺按100%的频率丈量。
(10)夯锤必须过磅称重。夯击能在强夯施工前必须检测,并满足设计要求。每夯击100次,用钢尺量一次夯锤落距。
(11)施工单位必须及时排出夯坑内积水。
(12)主、副、满夯的间隙时间要根据现场情况作必要的调整,但间隙时间必须满足72小时。需要调整间隙时间由现场监理工程师确定。
四,处理原则
公路为大型线型工程,地基处理长度往往长达几十公里,工程量大,对地基处理设计参数的每一点变化都会产生较大的经济影响,常规方法往往不适合,因此必须对地基处理方法进行优化。公路沿线基础类型较多,如扩大基础、桩基础等,一般路段堤高变化大(2~7 m),对地基处理要求不一样,特别是一般路段和一般构造物常以变形作为设计 控制指标,因此处理原则与方法应有针对性。高速公路 往往穿越多种地貌单元,土层条件多变,同一种地基处理方法,也应根据土层变化进行调整,同时,沿线施工环 境变化大,在施工顺序、施工方法上应重视对邻近已建 和在建构筑物的影响。高速公路地基处理质量检验方 法应根据量大面广的特点,采用快速、经济、有效的方 法,常规的载荷试验 标准贯入试验等受到一定限制。
1 夯扩桩简介
等能量、等变形夯扩挤密碎石桩是国家专利技术(专利号:ZL 98 1 24827.6),使用专利施工机械(专利号:ZL 98 1 01041.5),利用重锤冲击成孔,在成孔的同时,使桩端及桩身周围土体得到第一次挤密;成孔至设计标高后在孔中分层填入碎石(每次填入0.10-0.15m3 ),提升重锤到一定高度,令其自由落体,夯击碎石到松散的软土地基,使桩端及周围的土体得到第二次挤密。依次填入碎石,夯击碎石,直至夯填至设计标高。在施工过程中通过控制填料夯击后的贯入度,了解桩周土体的密实程度,在相同能量夯击下控制相同的贯入变形,可将桩周土体改变为物理力学性能指标稳定的加固土体,从而使土体产生根本性变化。
关于液化程度分级《公路工程抗震设计规范》中没有明确给出液化程度的确定方法,仅以液化抵抗系数c 作为设计修正的依据,不利于确定液化地基处理措施。为此,建议引用《建筑抗震设计规范》中根据液化指数 进行分级的方法,将液化程度分为轻微、中等、严重三个等级。进一步地,根据高速公路不同构造物和路段特点,采用上面的液化地基处理原则。
(3)施工单位要对强夯机械进行编号,每台强夯机械必须持有监理组发放的《施工许可证》方可进行强夯施工。
(4)施工单位除在强夯机械上挂《施工许可证》外,还必须挂有《机械操作主要人员》和《施工技术参数》两块醒目的牌子,进行机械操作的主要人员必须挂牌上岗。
(5)施工单位要制定施工要点供现场人员执行。
概述
我国地域辽阔,地形地质复杂,又是地震多发国,一直以来,液化地基是土力学的重要研究课题之一。目前,我国结合国外美国,日本相关研究成果以及国内外研究资料,并根据公路工程中的研究成果,给出了临界标贯击数的计算公式,这些规范在现今工程界得到了广泛应用。但同时也存在现行规范不够健全,跟不上研究,应用等问题。而相关研究采用的处理方法也存在局限性,所以这方面的研究还需要进一步探索。
相关文档
最新文档