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浅谈强夯浅谈强夯(重夯重夯)在湿陷性黄在湿陷性黄土土地基处理中的应用与施工地基处理中的应用与施工部竹青部竹青(中铁五局机械化公司湖南省衡阳市洪(中铁五局机械化公司湖南省衡阳市洪塘冲塘冲32号)号)摘摘摘摘要要要要:
本文通过对黄土湿陷性内因的分析,有机的本文通过对黄土湿陷性内因的分析,有机的结合工程实例,重点介绍了强夯法在湿陷性黄土地结合工程实例,重点介绍了强夯法在湿陷性黄土地基处理中的各项施工参数、施工工艺、检验方法及基处理中的各项施工参数、施工工艺、检验方法及质量保证措施。
质量保证措施。
关键词关键词关键词关键词:
强夯强夯湿陷性黄土处理湿陷性黄土处理应用与施工应用与施工nn强夯法处理地基是六十年代末由法国强夯法处理地基是六十年代末由法国menardmenard技术技术公司首创,就是反复将很重的锤提至一定高度,使公司首创,就是反复将很重的锤提至一定高度,使其自由落下,给地基以冲击和振动,从而提高地基其自由落下,给地基以冲击和振动,从而提高地基土的强度并降低其压缩性,改善地基性能,由于其土的强度并降低其压缩性,改善地基性能,由于其具有效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、具有效果显著、设备简单、施工方便、适用范围广、经济易行和节省材料等优点,目前已广泛用于地基经济易行和节省材料等优点,目前已广泛用于地基处理施工中。
湿陷性黄土由于具有欠压密性(孔隙处理施工中。
湿陷性黄土由于具有欠压密性(孔隙率在率在50%50%左右)以胶结材料遇水易溶的特点,受左右)以胶结材料遇水易溶的特点,受水浸泡后,在自重压力或附加压力与自重压力共同水浸泡后,在自重压力或附加压力与自重压力共同作用下容易产生急剧显著下沉,对工程建设危害大,作用下容易产生急剧显著下沉,对工程建设危害大,在工程建筑施工中,遇此工程地质如何采取合理、在工程建筑施工中,遇此工程地质如何采取合理、经济、有效的施工方法处理,从而消除湿陷性,就经济、有效的施工方法处理,从而消除湿陷性,就显得尤为重要,下面结合绕南项目施工实例谈谈强显得尤为重要,下面结合绕南项目施工实例谈谈强夯在湿陷性黄土地基处理中的应用与施工。
夯在湿陷性黄土地基处理中的应用与施工。
11黄土湿陷性的含义与判定黄土湿陷性的含义与判定黄土湿陷性的含义与判定黄土湿陷性的含义与判定nn天然黄土受水浸湿后,在自重压力或附加压力与天然黄土受水浸湿后,在自重压力或附加压力与自重压力共同作用下产生急剧而显著的下沉称为自重压力共同作用下产生急剧而显著的下沉称为黄土的湿陷性。
黄土的湿陷性。
nn湿陷性黄土受水浸湿后在土自重压力下发生湿陷湿陷性黄土受水浸湿后在土自重压力下发生湿陷的称为自重湿陷性黄土,反之称为非自重湿陷性的称为自重湿陷性黄土,反之称为非自重湿陷性黄土。
黄土。
1.11.1黄土湿陷性的判定黄土湿陷性的判定黄土湿陷性的判定黄土湿陷性的判定nn根据根据湿陷性黄土区建筑规范湿陷性黄土区建筑规范,按黄土室内压,按黄土室内压缩试验测定的湿陷系数缩试验测定的湿陷系数ss值进行判定,值进行判定,s0.015s0.015时定为湿陷性黄土。
时定为湿陷性黄土。
nnss(hp(hphp)/h0hp)/h0nnh0-h0-土样原始高度土样原始高度1.21.2黄土自重湿陷性的判定标准黄土自重湿陷性的判定标准黄土自重湿陷性的判定标准黄土自重湿陷性的判定标准nnhphp保持天然湿度和结构的土样加压至一定压力保持天然湿度和结构的土样加压至一定压力时下沉稳定后高度(时下沉稳定后高度(CMCM)nnhp-hp-上述加压稳定后的土样在浸水作用下沉稳定后上述加压稳定后的土样在浸水作用下沉稳定后的高度(的高度(CMCM)nn测定湿陷系数的压力在基础以下测定湿陷系数的压力在基础以下10m10m内的土样取内的土样取200Kpa200Kpa,在,在10m10m以上的土样取以上的土样取300Kpa300Kpa。
nn在湿陷性黄土地基上在湿陷性黄土地基上,当实测或计算自重湿陷量当实测或计算自重湿陷量zszs7cm7cm时定为自重湿陷性黄土,反之为非自重时定为自重湿陷性黄土,反之为非自重湿陷性黄土。
从土的受力角度定义,当土的饱和湿陷性黄土。
从土的受力角度定义,当土的饱和自重压力大于湿陷起始压力时,可定为自重湿陷自重压力大于湿陷起始压力时,可定为自重湿陷性黄土,反之为非自重湿陷性黄土。
由于计算自性黄土,反之为非自重湿陷性黄土。
由于计算自重湿陷量不是太准确,一般采用现场测试自重湿重湿陷量不是太准确,一般采用现场测试自重湿陷量的方法来判定,方法如下:
陷量的方法来判定,方法如下:
1.31.3湿陷性等级的划定湿陷性等级的划定湿陷性等级的划定湿陷性等级的划定1.3.11.3.1根据总湿陷量根据总湿陷量根据总湿陷量根据总湿陷量s(cms(cm)值进行划分值进行划分值进行划分值进行划分,如下表所列如下表所列如下表所列如下表所列:
nn在湿陷性黄土场地挖深在湿陷性黄土场地挖深50cm50cm,直径不小于湿陷性,直径不小于湿陷性黄土厚度黄土厚度,且不小于且不小于10m10m,平底圆形的试坑,坑底,平底圆形的试坑,坑底铺铺510m510m厚的砂,坑内灌水并水头高度始终保持厚的砂,坑内灌水并水头高度始终保持30cm30cm,在试坑外设沉降观测点(观测精度,在试坑外设沉降观测点(观测精度0.1mm0.1mm),当试验进行至最后五天的平均湿陷),当试验进行至最后五天的平均湿陷量小于量小于1mm1mm时,即认为湿陷稳定,沉降量即为湿时,即认为湿陷稳定,沉降量即为湿陷量。
陷量。
1.3.21.3.2总湿陷量总湿陷量总湿陷量总湿陷量s(cms(cm)按下式计算:
按下式计算:
按下式计算:
按下式计算:
湿陷等级湿陷类型非自重湿陷性自重湿陷性湿陷量(cm)I151515s3515s403540ss式中:
hi-第i层土的厚度(cm)si-第i层的湿陷系数n-计算深度内土的分层数(其中s0.015的层,不计入)1.41.4湿陷性黄土地基处理深度湿陷性黄土地基处理深度湿陷性黄土地基处理深度湿陷性黄土地基处理深度nn-考虑地基土的侧向挤出和浸水机率等因素的修考虑地基土的侧向挤出和浸水机率等因素的修正系数。
基底下正系数。
基底下5cm5cm(或压缩层)深度内可取(或压缩层)深度内可取1.51.5。
5m5m(或压缩层)深度以下,在非自重湿陷性黄土(或压缩层)深度以下,在非自重湿陷性黄土场地,可不予计算;对自重湿陷性黄土场地,陕场地,可不予计算;对自重湿陷性黄土场地,陕西地区取西地区取1.51.5。
nn黄土湿陷性的处理深度应根据不同的结构类型及黄土湿陷性等级决定处理深度,同时应满足地基处理深度下的自重压力与同一深度处土的附加压力之和小于或等于同一深度处的湿陷起始压力,根据不同的结构物类型及不同湿陷性等级处理深度如下:
结构物类型及不同湿陷性等级处理深度结构物类型及不同湿陷性等级处理深度结构物类型及不同湿陷性等级处理深度结构物类型及不同湿陷性等级处理深度表表表表22水流特征湿陷等级设计措施建筑类型(4)(4)措施丁1.20.80.51.5-21-1.50.8-1深度,m(3)(3)措施丙2-31-20.8-1置于非湿陷性土层中52-3深度,m乙
(2)(3)(3)
(1)
(2)
(2)(3)措施
(1)
(1)措施甲IIIIIIIIIIII季节流水经常流水22湿陷性黄土地基处理方法湿陷性黄土地基处理方法湿陷性黄土地基处理方法湿陷性黄土地基处理方法nn注:
甲类指较高墩台和外静不定桥梁结构,乙类注:
甲类指较高墩台和外静不定桥梁结构,乙类指一般桥梁基础和拱涵及填土高度大天指一般桥梁基础和拱涵及填土高度大天66米的路基,米的路基,丙类指板涵或圆涵基础及填土高度小于丙类指板涵或圆涵基础及填土高度小于66米的路基,米的路基,丁类指附属工程。
表中()数字为采取的措施编丁类指附属工程。
表中()数字为采取的措施编号,其意义如下:
号,其意义如下:
11为墩台基础采用明挖、沉井或为墩台基础采用明挖、沉井或桩基,置于非湿陷性土层;桩基,置于非湿陷性土层;22为采用强夯法或桩孔为采用强夯法或桩孔挤密,并采取防水和结构措施;挤密,并采取防水和结构措施;33为采用重锤夯实为采用重锤夯实或换填夯实,并采取防水和结构措施;在经常性或换填夯实,并采取防水和结构措施;在经常性流水建筑物基础下换填流水建筑物基础下换填33:
77灰土;灰土;44为地基表层夯为地基表层夯实。
实。
2.12.1工程概况工程概况工程概况工程概况nn根据湿陷性黄土地基的处理要求及不同结构物类根据湿陷性黄土地基的处理要求及不同结构物类型和场地条件的不同,可以采取垫层法、夯实法、型和场地条件的不同,可以采取垫层法、夯实法、挤密法、桩基、预浸水法、单液硅化或碱液加固挤密法、桩基、预浸水法、单液硅化或碱液加固法等,在此结合绕南工程实例重点介绍强夯(重法等,在此结合绕南工程实例重点介绍强夯(重夯)法处理湿陷性黄土地基的施工。
夯)法处理湿陷性黄土地基的施工。
nn由中铁五局第七分公司承建的西安绕南高速公路由中铁五局第七分公司承建的西安绕南高速公路第十合同段全线长第十合同段全线长5.6km5.6km,均处于,均处于IIII级或级或IIIIII级自重级自重湿陷性黄土地段,处理面积达湿陷性黄土地段,处理面积达3636万平方米,其中万平方米,其中新近堆积湿陷性黄土地基(主要是冲沟人工回填新近堆积湿陷性黄土地基(主要是冲沟人工回填地段)处理地段)处理33千平方米,根据其上建筑物的不同分千平方米,根据其上建筑物的不同分别采取了强夯或重夯的处理方式。
别采取了强夯或重夯的处理方式。
2.22.2施工技术参数的确定施工技术参数的确定施工技术参数的确定施工技术参数的确定2.2.12.2.1有效加固深度有效加固深度有效加固深度有效加固深度nn对填土高度小于对填土高度小于66米路床基底(属丙类)采取了重米路床基底(属丙类)采取了重夯的方法处理,处理深度要求为夯的方法处理,处理深度要求为0.50.5米,对于米,对于IIII级级以上自重湿陷性黄土的构造物基础,填土高度大以上自重湿陷性黄土的构造物基础,填土高度大于于66米的米的IIIIII级自重湿陷性黄土一般地段及新近堆积级自重湿陷性黄土一般地段及新近堆积黄土按乙类建筑物处理,要求处理深度黄土按乙类建筑物处理,要求处理深度33米。
米。
nn根据梅那经验公式根据梅那经验公式,有效加固深度与单锤夯击能关有效加固深度与单锤夯击能关系如下:
系如下:
nnH=aH=annaa对于黄土取对于黄土取0.340.5,H0.340.5,H为加固有效深度为加固有效深度,W,W为锤重为锤重(KN),hKN),h为落距。
为落距。
2.2.22.2.2单击夯击能单击夯击能单击夯击能单击夯击能nn本工程对丙类建筑物采取重夯,要求处理深度为本工程对丙类建筑物采取重夯,要求处理深度为0.50.5米,根据设计,锤重为米,根据设计,锤重为1010吨,落距为吨,落距为44米,本米,本地区属湿陷性黄土地区,地区属湿陷性黄土地区,aa取取0.350.35,由梅那公式计,由梅那公式计算得有效加固深度算得有效加固深度H=2.2H=2.20.50.5米,满足要求;对米,满足要求;对乙类建筑物,采取强夯,锤重乙类建筑物,采取强夯,锤重1010吨,落距吨,落距1515米,米,计算有效加固深度计算有效加固深度H=4.2H=4.233米,满足设计要求。
米,满足设计要求。
nn主要根据加固土层的厚度及土的性质确定主要根据加固土层的厚度及土的性质确定,由梅那由梅那公式反算公式反算,对丙类建筑物单击最小夯击能应对丙类建筑物单击最小夯击能应20KN.M20KN.M,实际设计为,实际设计为100KN4=400KN.M100KN4=400KN.M,对,对乙类建筑物最小夯击能应乙类建筑物最小夯击能应735KN.M735KN.M,实际为,实际为1500KN.M1500KN.M。
2.2.32.2.3单点夯击次数及最佳夯击能单点夯击次数及最佳夯击能单点夯击次
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