强夯置换法在沿海地区的应用及其检测
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解析滨海地区软基施工技术的要点和创新应用摘要:改革开放以来沿海地区经济发展迅速,基础设施建设取得较大进步,道路建设规模日益扩大,是我国道路密集程度非常大的区域。
滨海地区地形复杂,通常会有软土地基。
在滨海地区道路施工过程中,如何处理软土地基问题成为影响道路施工的关键。
怎样在软体地基上进行道路施工,成为近年来滨海地区道路建设的重要问题。
随着软基施工技术的发展以及新工艺、新机械、新材料的发展,软基施工技术会不断创新发展。
关键词:滨海地区;软基施工技术;创新应用我国滨海地区软土分布广泛,通常具有承载力低、压缩性高、含水量大等特点,造成道路建设中变形的发生,使道路稳定性差,严重威胁到道路行车安全。
软土地基对各项工程都有较大危害,如何处理软基,首先要查明滨海地区土质特点,采取针对性措施,并积极采用新技术与新的施工技术,不断进行创新。
一、常用的软基处理方法(一)置换法置换法的主要目的就是提高土基硬度,确保软土地基符合施工要求与标准。
通常情况下该法使用粗粒土代替软性泥土,在置换时为了降低地下水的干扰,应先选用大沙粒,大沙粒不仅能实现置换还具有吸水作用。
(二)强夯法强夯法是指利用重物猛烈拍打地面,使地面变得牢固平整,该法能够有效提高地基的承载力,避免发生重物压制下的坍塌问题。
在滨海地区道路建设时可以采用该法,通过对软土地基的强夯,能够使地基迅速夯实、硬化,为后续的施工提供基础和便利条件。
该法在施工时很容易产生振动危害及噪音污染,若在居民区周边作业会产生很不好的影响,因此居民区周边应避免该法的使用。
(三)固结排水法在对饱和粘土、有机粘土的软土地基进行处理时,通常会采用固结排水法。
固结排水法的排水系统由两部分组成,水平的排水砂垫层及竖向的排水体,该法具有改善地基排水的边界条件、缩短孔隙水之间的排水距离、加快软土地基的固结等作用。
该法施工过程简单、施工设备简易,具有很好的固结排水作用,还能挤密地基。
(四)垫层换填法垫层换填法是一种浅层处理软土地基的方法,泥土、碎石为常用填充材料,当软土地基的坚硬固体物质含量较少时可以用该法来填充。
179强夯置换法处理地基效果综合评价方法应用文/周廉政 湖南省第四工程有限公司 湖南长沙 410119【摘要】对地基进行处理后需要对处理效果进行评价,如果地基处理效果不佳需要再次进行处理,进而保证地基的质量。
在应用强夯置换法进行地基处理工作时,需要采用有效的评价方法,可采用综合评价的方式对处理效果进行评估。
综合评价方法主要涉 三个方面:静载荷试验评价、动力触控评价、标准贯入现场原位测试评价,进而达到准确评价处理效果的目的。
【关键词】强夯置换法;地基处理效果;综合评价1、强夯置换法概述所谓强夯置换法是指针对软土运用重锤进行夯击软土并排开的过程,再通过将块石、砂、碎石、其他颗粒材料回填至夯坑内,进而形成块墩或者碎石墩,块墩或者碎石墩能够与周围存在的含有砂石夯间土合成复合型地基,可以显著提升承载能力与变形模量。
而块墩或者碎石墩中含有的空隙能够促进软土孔隙内的水分有效排出,创建了良好的流通通道。
地基通过强夯置换法的处理后,地基的强度达到明显性提升,并且排水条件也得到了有效创建,对于软土固结化具有较好的促进作用。
应用强夯置换法所具有的优势在于:可以显著提升加固效果、施工周期较短、投入的费用较低等,适合应用的地基包括高饱和度粉土地基、流塑与软塑黏性土地基等。
目前,在堆场工程中、公路工程中、机场工程中、房屋建筑工程中等已经广泛性地应用,实际应用后具有良好的效果。
2、以某工程为例阐述强夯置换法的综合性评价应用2.1 某工程实际情况某工程的重要性为三级等级,而场地所具有的复杂程度为二级等级,地基的复杂程度也为二级等级,岩土工程勘察的总体等级为乙级。
应用强夯置换法处理地基的工作任务是对场地内存在的素填土、淤泥、粉质粘土进行有效的处理,进而为后续工程建设过程做好准备工作,良好的地基处理过程能够对桩基数量进行有效的优化,甚至可以通过更换基础的方式达到节省造价的目的,还能够缩减工期。
可见,地基处理工作的重要性。
此次工程应用的强夯置换法为6000kN·m 柱锤模式,对地基实施加固处理的过程,处理的深度经测量可达到8m。
常用的地基与基础处理(主要介绍预应力管桩与冲孔灌注桩的施工技术)沿海地区大部分是以丘陵地区为主,常见土层由表至内为:强风化红粘土、砂土;往下是中风化层,或有夹层岩石、孤石;再往下到达微风化岩层。
因此两三层的住宅或是荷载不大的建筑物可以选用天然地基,而不需要任何基础处理。
当然了这都是比较理想的地基条件了。
如果建筑物较高或是荷载较大,天然地基的承载力不能满足建筑物的须要那就须要采用一些处理办法,桩、冲孔桩、挖孔桩,换填、深挖基坑等。
随着社会经济的发展大中型城市的建筑物都以中高层为主,甚至是超高层,天然地基不能满足承载力要求,基础必须进行加强处理。
广东沿海地区城市在近几年常用的地基处理形式有:打(压)预制桩、冲孔桩、人工挖孔桩、钻孔桩、换填、强夯、深挖;不常用的有搅拌桩、钢板桩、沉管灌注桩、水泥桩、木桩等。
以下从工作实践中介绍几种常见的基础加强办法(以预制桩和冲孔桩为主)。
预制桩的应用预制桩的优点较多。
首先预制桩在现场施工的周期短,施工速度特别快,成品的预制桩运至工地马上可以打(压)施工,一台压桩机一天可以完成1500~2000米左右,打桩机一天也能完成800~1000米左右。
一个单位工程的桩基打完马上可以检验及试压,合格后马上可以进行其他工序的施工。
其次质量比较容易控制,桩身的加工是在生产厂里加工的,不受天气的影响,各种材料配比及养护容易控制;现场施工质量一样较好控制,只要土层内无孤石、夹层、其它坚硬杂物等及持力层岩石表面较平,压桩过程中就不宜产生断桩,只要不断桩,每根桩的承载力就在终压值(收锤时每阵锤的入土深度)上进行控制。
就是有个别碰到孤石或斜面岩石产生断桩,凭压桩时的平稳度、声音等现象也能判断出来。
再次是施工方便,在有居民区的地方可选用静压机压桩,在无居民区的位置打桩不用考虑发出的噪音,可以选择蒸汽锤打桩。
预制桩无论那种施工方法其在地基受力理论上是一样的。
短桩主要靠桩端承受上部荷载,可称为端承桩;长桩一般靠端部和摩擦力承重可称为端承摩擦桩。
强夯置换法在沿海地区的应用及其检测
摘要:本文简要介绍了四种常用的检测方法,分析了其各自的检测原理。
通过以上四种检测方法的检测,确定了强夯置换法在沿海地区的可行性,并根据试验结果进行分析,解决了工程实际问题。
关键词:强夯置换法;静载试验;地基承载力特征值
The Application and Testing of Dynamic Replacement Method in Coastal Area Abstract:This paper introduces four common testing methods and analyzes testing theories. By dealing with tests of four common testing methods, dynamic replacement method is effective in coastal area. Furthermore, based on the data, the issues of the projects are solved.
Key words:dynamic replacement method; static loading test; characteristic value of subgrade bearing capacity
前言
我国南方地区,由于工程需要,不得不对海域范围内的地基进行加固处理,一以提高其地基承载力,满足工程的需要。
考虑到工程造价、施工工期等各方面的因素,对于大面积范围的海域加固,我们常采用分层回填辗压及强夯的方法进行加固处理[1]。
按照《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)[2] 的规定,强夯置换法在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果,由此可见,选用适当的检测方法来对试验的适用性和处理效果做出评价就显得相当重要。
工程概况
广东某工程位于阳江市南部海边,部分位于海域回填区,将采用挖方区的开挖土回填。
回填区采用分层回填辗压及强夯进行处理,回填料主要有砂质残积土、坡积土、全风化土、强风化土组成,回填料中不允许含有粒径大于20cm 的块石,且10~20cm的块石含量不大于土体的15%。
由于在回填过程中出现回填料不足的情况,经设计等有关各方协商确定回填料可以使用风化石(块茎不大于50cm),并在大规模施工前先进行试夯区的试夯,试夯区面积可为24×24㎡。
设计技术要求:强夯处理后土层承载力特征值≥200kPa,变形模量E0≥20.0kPa。
场区内地层为:素填土、粉砂、分之粘土、全风化混合岩、强风化混合岩、中风化混合岩。
检测方案
检测单位就上述工程实际情况提出了采用静载(压板)试验、钻孔取样试验、动力触探、瑞雷波测试四种方法对强夯加固效果进行检测。
对于以上四种检测方法的具体检测数量见表1,具体各点位置见图1.
图1检测点平面布置示意图
3.1静载试验[3]
采用平板载荷试验,对强夯处理地基的承载力及压缩变形指标作出评估。
总加载量为400kPa,分8级,采用相对稳定法,在每级荷载作用下,当连续两个小时内的沉降量小于0.1mm时,即可认为达到相对稳定标准,即可加载下一级荷载,按2倍分级加载值卸载,观测地基土的回弹变形量。
采用压重平台反力装置,试验装置主要由主梁、副梁、砂包、油压泵、千斤顶组成,采用1.0m×1.0m 方形厚钢板作为试验用承压板。
3.2钻孔取样试验[4]
利用钻探设备,尽可能采用无水冲击或转钻进并取样,以鉴别地基土成份并了解地基土的分层厚度,实验设备:北京探矿厂生产的XY-1A型钻机,110mm单管合金或金刚石钻具、重锤(锤重120kg)。
3.3动力触探试验[4]
动力触探试验检测先采用重型动力触探进行试验,当达到重型触探的终止试验条件后,再改用超重型动力触探试验,如遇到达石块,则采用钻探方式钻穿再进行动力触探试验。
试验要点:利用钻机将触探器具稳固架设在预定试验点之上,用自动落锤连续锤击,记录每贯入10cm的锤击数作为实测击数(或),根据实测击数换算地基土的承载力特征值。
主要实验设备:XY-1A型钻机、圆锥探头(74mm,60°)、探杆(42mm)、自动落锤(锤重63.5kg或120kg、自由落距76cm±2cm或100cm±2cm)。
3.4瑞雷波法测试[5] [6]
瑞雷波是沿地表传播的一种弹性波(也称面波),由于它具有频散特性,故通过接受不同频率的瑞雷信号进行计算后,得到瑞雷波频散曲线的特性分析进行分层并取得各层的层速度,根据瑞雷波速度与其他力学参数的相关性对地基做出工程评价,并可得到地基承载力特征值
(1)
本次瑞雷波检测采用稳态法。
稳态法就是震源使用一台能产生不同频率的激振器,在其纵方向上放置数个检波器,利用各检波器接收的瑞雷波信号的相应差计算出相应的瑞雷波速度:
(2)
式中:为地下介质的瑞雷波速度(m/s);
为检波器的间距(m);
为检波器信号的相位差(s)。
实际检测时,激振器产生不同频率的波动,随着激振器频率的减少,波长增大,探测深度也随之增大。
求出不同频率的瑞雷波速度后可得到测点的频散曲线,根据频散曲线的变化规律,可以对地下介质的力学性质进行分析评价。
在地面人工激发地震波,通过检波器采集数据输送到数据采集仪,经处理和计算后得到相关数据(波速、地层分层、承载力等)。
所需的仪器设备为:R1-1X型瑞雷波激振系统信号源、DIQ-60Y电磁激振器、SM98瑞雷波仪。
各检测方法的检测结果比较
4.1压板静载试验结果
各试验点在压板影响深度范围内的地基承载力特征值均满足200kPa的设计要求,各点的变形模量均满足200kPa的设计要求,详细的数据见表2
4.2钻孔取样试验结果
现场的钻探孔结果表明,大部分以填土为主,且填土中含砾石,不适宜进行标准贯入试验和取土样做土工试验。
本次布置的钻孔,主要为了鉴别回填土的成份,并了解回填土的分层、厚度等情况。
4.3动力触探试验结果
除浅层部分(Z1:0.0~0.3m、Z2:0.0~0.2m、Z3:0.0~0.2m)承载力特征值不满足200kPa外,其余各点夯实填土层承载力特征值均200kPa设计要求。
4.4瑞雷波法测试结果
分两次进行:强夯前测3点,强夯后测3点,共测6点。
实测所得到的各测点的地震波数据资料首先经过解编和道编辑处理,最终得到所分各层的地基承载力特征值。
本场地由于在试夯区所做的检测点较少,因此地基承载力特征值与瑞雷波速度的统计关系的确定,通过利用类似的工程地质条件的地基承载力特征值与瑞雷波速度的统计关系。
并通过本场地压板试验结果的修正与验证,得到参数α=4.4558,b=0.7260。
从检测点的实测数
据可见:强夯后与强夯前瑞雷波波速相比,波速度明显增加,表明强夯效果明显。
通过与压板静载试验、动力触探试验结果的对比分析,该测区各点强夯后的地基承载力特征值在给出的最大深度内均大于200kPa,达到了设计要求。
夯实后各点的承载力特征值检测结果见表3,实测曲线见图2.
图2强夯前后频散曲线对比
结语
本文通过静载试验、钻孔取样试验、动力触探试验及瑞雷波测试四种检测方法对大范围海域内的回填区进行检测,证实了通过分层回填辗压及强夯的处理方法对大范围海域回填区的地基加固的可行性。
同时,通过对同一工程项目的检测,对比了四种检测方法各自的检测结果及其适应性,可减少施工的盲目性,为类似工程的项目处理及其检测提供了一定的借鉴作用。
参考文献
「1」50007-2002建筑地基基础设计规范「S」。
「2」JGJ79-2002建筑地基处理技术规范「S」。
「3」JGJ106-2003建筑基桩检测技术规范「S」。
「4」GB50021-2001岩土工程勘察规范「S」。
「5」DZ/T 0170-1997浅层地震勘察技术规范「S」。
「6」JGJ/T 143-2004多道瞬态面波勘察技术规范「S」。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。