强夯法处理湿陷性黄土地基施工工艺
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2011年第9期 (总第211期) 黑龙江交通科技
HE LLONGJIANG JIAOTONG KEJ No.9,2011
(Sum No.211)
禹阎高速公路强夯法施工处理湿陷性黄土地基 常晓娟 (陕西省西安市临潼区交通局)
摘要:介绍了强夯施工的特点及基本理论,结合禹阎高速公路中湿陷性黄土的处理原则和处理过程,对强 夯施工中的关键技术和控制要点以及加固效果作了阐述和分析。 关键词:强夯;湿陷性黄土;an固;湿陷性系数;干密度;地基承载力 中图分类号:U416.1 文献标识码:C 文章编号:1008—3383(2011)09—0034—02
1强夯技术简介 (1)强夯法加固地基施工技术产生以来,被广泛用于世 界各地的工程施工中,而且被证实具有良好的处理效果和经 济效益。强夯施工的技术水平和检测手段也在不断成熟。 现在正向着高能级、复合地基加固和饱和土地基加固的方向 发展。 (2)强夯法施工是把一定吨位的夯锤(铸铁、钢或混凝 土制成)提高到相应的高度,然后让其自由下落,夯锤在落 地时将势能转化为动能(一部分能量以声波的形式向四周 扩散或形成纵向反射波,一部分因夯击偏位转化为摩擦热, 剩余的大部分能量对土体产生有效作用),通过对地基的冲 击,使土体中的孔隙体积缩小,土体重新排列进而密实,承载 力提高。 (3)强夯处理技术广泛应用于碎石土、砂土、低饱和度 的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土、素填土等,对于加固 饱和度较高的粘性土和淤泥质地基通过辅以置换等措施也 可以取得良好的处理效果。 (4)强夯法施工优点。 ①应用范围广。近些年来,强夯技术广泛用于建筑行 业,它可以用于工业厂房地基,油灌工程,公路铁路地基,机 场跑道,港口码头等。 ②适用性强。它几乎可以加固任何地基,粘土、砂性土、 粉土、黄土、人工填土、抛石填海、大粒径的碎石类土和工业 废料以及软土地基。 ③施工机具简单,所需人工少,施工技术易于掌握,施工 速度快。 ④加固效果显著,节省工程造价。比桩基、挖除换填、预 压均能节省大量投资,具有良好的经济效益。 2强夯加固湿陷性黄土的施工原理 (1)湿陷性黄土的特点是天然孔隙比大,压缩率高,遇 水易塌陷,承载力丧失,失水则形成干缩裂缝。由于其地基 承载力低,在湿陷性黄土上修筑路堤会造成失稳或产生不均 匀沉降,故需进行处理。 (2)强夯处理湿陷性黄土地基在我国运用很早,实例很 多,取得了良好的社会效益,也积累了不少的宝贵经验。它 是基于动力压密理论,通过夯锤对土体的冲击作用,使土中 的空气溢出,土体颗粒重新排列,降低土体的压缩性,消除其 湿陷性,增大土体的干密度,进而形成密实的板结层,来提高 地基承力。 3设计和施工 (1)工程概况。禹门口至阎良高速公路位于国道主干 线C,040二连浩特至河口运输大通道上,是陕西省“米”字型 干线公路主骨架中的重要组成部分,该路的建成对沟通我国 南北交通,加快中西部建设步伐有重要意义,同时对促进陕 西省经济建设有巨大的推进作用。禹阎高速公路是陕西省 第一个利用亚洲开发银行贷款建设的公路项目。 禹阎高速公路设计线北起陕西省与山西省交界处的禹 门口镇,向西南方向经韩城市、合阳县、澄城县、蒲城县、富平 县至西安市阎良区与西禹高速公路衔接。设计线路南线方 案全长177.240 km,采用平原微丘区高速公路标准,双向4 车道,路基宽度28 In,设计行车速度为120 km/h。全立交、 全封闭,控制出入,具有较完善的交通安全和管理服务设施。 沿线地表层多为Q3风成黄土构成,该层也是公路路基 工程的主要持力层。总体上属于湿陷性不稳定亚区。K25 +000~K27+050段位韩城市境内,该区内土经室内土工试 验,根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GBJ25—90)判别,确 定了湿陷性黄土的等级和类别:该区主要为I、II级非自重湿 陷性黄土,其湿陷性系数0.015—0.116,总湿陷量6.7— 56.91 cm,湿陷深度约9 in,该区内土具有弱膨胀性,自由膨 胀率为38%一56%,胀缩总率0.7—3.98,地下水埋藏较深 (40 m以下),丰水季节集中在6—9月份。 (2)设计原则。I级非自重湿陷性黄土对路基构不成危 害,一般不做特殊处理。设计对II级湿陷性土,处于挖方段 可以全部挖除的,挖除后对路基不做特殊处理;不能全部挖 除的,对余下的湿陷深度小于3 m时,路床顶面以下30 cm 换填3%石灰土,并做重型碾压,余下的湿陷深度大于3 m 时,采用强夯处理;填方路段的II级湿陷土,采用强夯处理。 (3)强夯处理湿陷性黄土的目标。①降低其湿陷性;② 提高地基承载力,要求大于210 kPa。 (4)检测指标:湿陷性系数、地基承载力、干密度。 (5)工艺参数。设计处理深度为3.6 m,设计中的加固 深度 采用Menard经验公式
第1篇一、工程概述路基强夯施工是路基工程中常用的一种地基加固方法,适用于软土地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基等。
通过强夯施工,可以提高地基承载力,减少地基沉降,确保路基的稳定性和耐久性。
本文将详细介绍路基强夯工程施工的工艺流程及注意事项。
二、施工工艺流程1. 施工准备(1)施工现场清理:对施工场地进行平整、清除杂物,确保施工顺利进行。
(2)施工设备准备:准备好强夯设备,如强夯机、振动锤、液压系统等。
(3)施工材料准备:备足强夯材料,如碎石、砂石、水泥等。
2. 地基处理(1)地质勘察:对地基进行勘察,了解地质条件,为强夯施工提供依据。
(2)基础处理:对地基进行基础处理,如清除软弱层、换填、排水等。
3. 强夯施工(1)夯点布置:根据设计要求,确定夯点位置和数量。
(2)强夯作业:按照夯点布置图,依次进行强夯作业。
(3)施工监控:在强夯过程中,实时监控施工参数,确保施工质量。
4. 施工结束(1)验收:对强夯施工进行验收,确保施工质量符合设计要求。
(2)维护:对强夯地基进行维护,防止地基沉降。
三、施工注意事项1. 施工前,要对施工现场进行仔细勘察,了解地质条件,确保施工方案的科学性。
2. 施工过程中,严格按照施工工艺流程进行操作,确保施工质量。
3. 注意施工安全,确保施工人员的人身安全。
4. 在施工过程中,实时监控施工参数,如夯击次数、夯击能量等,确保施工质量。
5. 强夯施工结束后,要对地基进行沉降观测,了解地基沉降情况,为后续施工提供依据。
6. 强夯施工期间,要注意环境保护,减少施工对周边环境的影响。
7. 施工结束后,要对强夯地基进行养护,确保地基的稳定性和耐久性。
四、总结路基强夯施工是路基工程中常用的一种地基加固方法,具有施工简便、效果显著等优点。
在施工过程中,要严格按照施工工艺流程进行操作,注意施工安全,确保施工质量。
同时,要加强施工过程中的监控,确保施工效果。
通过强夯施工,可以提高地基承载力,减少地基沉降,确保路基的稳定性和耐久性。
简述湿陷性黄土地基的处理办法摘要:湿陷性黄土是一种特殊性质的土,在湿陷性黄土地区进行建设,应根据建筑物的重要性和工程要求,采取相应合理的地基处理措施。
本文针对防止地基湿陷对建筑产生的危害,简述了不同情况下的处理方法、方案确定等问题,可在实际工作上加以参考借鉴。
关键词:湿陷性黄土地基处理垫层法方案引言:地基处理与建(构)筑物的安全密切相关,而在我国北纬33º~47º间的西北地区广泛分布湿陷性黄土的不利工程地质条件。
当地基存在强度、稳定性和不均匀沉降等问题,必须进行地基处理以保证建(构)筑物的安全和正常使用。
因此在湿陷性黄土的地基处理的问题是非常重要的。
湿陷性黄土地基处理的传统方法:防止或减小建(构)筑物浸水湿陷的措施主要有地基处理措施、防水措施和结构措施三个方面。
建筑物的地基处理方法应采用地基处理为主的综合处理方法,防水措施和结构措施一般用于地基不处理或消除地基部分湿陷量的建筑,以弥补地基处理的不足。
而防水措施主要为场地布置、地面防水和排水沟设置等。
结构措施主要为减小和调整建筑物的不均匀沉降,或使结构适应地基的变形。
1、垫层法垫层法是一种浅层处理湿陷性黄土地基的传统方法,在湿陷性黄土地区使用较广泛,具有因地制宜,就地取材和施工简便等特点。
垫层法适用于地下水位以上,对湿陷性黄土地基进行局部或整片处理,可处理的湿陷性黄土层厚度在1~3m。
换填材料一般为压缩性低强高的素土、灰土、石灰粉煤灰等或其他稳定性高、无侵蚀性的材料。
经分层夯实、碾压密实的施工处理,最为基础的持力层。
当建筑物地基需提高承载能力,或消除部分湿陷性,常采用此方法处理地基。
2、强夯法强夯法近年来由于施工机械的发展,夯实的深度越来越大,在工程实践中取得很好的效果。
强夯法适用于地下水位以上,Sr≤60%的湿陷性黄土。
对湿陷性黄土地基进行局部或整片处理,可处理的湿陷性黄土层厚度在3~12m。
强夯法适用大吨位的起重器,将巨型锤提至高空,释放重锤使其自由下落,形成巨大的冲击能量,强制压实与振密地基,从而提高土的强度,降低土的压缩性,消除湿陷性。
强夯施工工艺详解2013-01-18强夯法处理地基是20世纪60年代由法国Menard技术公司首先创用的,这种方法是将很重的锤(一般为100~400kN)从高处自由落下(落距一般为6~40m)给地基以冲击力和振动,从而提高地基土的强度并降低其压缩性。
此法最初仅用于加固砂土和碎石土地基。
经过十几年的应用与发展,它已适用于加固从砾石到黏性土的各类地基土,这主要是由于施工方法的改进和排水条件的改善,强夯法由于具有效果显著、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,很快传播到世界各地。
黄土作为形成地表覆盖层的次生物质,其分布相当广泛。
在我国黄土覆盖面积多达60万km2,占国土面积的6%以上,其中西北黄土高原是我国湿陷性黄土最集中的地区。
因此,对湿陷性黄土的处理以及技术、经济上的探讨,是一个既现实而又迫切需要解决的问题,强夯法处理湿陷性黄土地基技术在建设中大量运用并取得巨大的成就。
1 强夯加固湿陷性黄土的作用机理黄土是由沙砾、粗粉粒、大孔隙胶结构组成,黄土湿陷性是由于水和外力的作用产生的显著附加下沉。
强夯是将大吨位重锤起吊到一定高度后自由落下,在极短时间内对地基土体施加一个巨大的冲击能量,反复冲击及其产生的压缩波、剪切波和瑞利波,使土体受到瞬间的加荷(受压)、卸荷(受拉)及剪切的反复作用,土中孔隙压缩,同时土体周围产生裂隙,孔隙水顺利排出,土体迅速固结,使土粒原有的接触形式破坏而产生位移,变为新的较为稳定的接触形式,从而达到增加土体密度、提高强度的目的。
2 强夯施工步骤认真调查,确保强夯场地范围内的地下无构筑物。
清除地表土,清除范围为路基坡脚外2~3m。
整平后在场地上标出第一遍夯点的位置,点位偏差控制在±20cm 范围内,并测量场地高程。
起重机就位,使夯锤对准夯点位置,测量夯前锤顶高程。
将夯锤起吊到预定高度,待夯锤脱钩自由下落后,放下吊钩,测量锤顶高程。
若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时,及时将坑底整平。
湿陷性黄土地基的处理方法摘要:我国国土面积辽阔,许多施工场地的土类是黄土,在黄土地区建设工程时,极易出现黄土湿陷变形的现象,影响工程施工进度。
根据湿陷性黄土的特点,地基处理也应随之作出调整。
本文对黄土湿陷性地基带来的影响和其破坏形态进行了分析,深入了解湿陷性黄土,并综合各种因素探讨了湿陷性黄土地基的处理方式。
关键词:湿陷性;黄土地基;处理方法引言近年来,随着我国交通运输业的快速发展,公路工程项目随之增多,其中又以高速公路居多。
由于高速公路具有延长线的特点,从而使得施工中常常遇到一些不良地质,如湿陷性黄土等。
湿陷性黄土地基的承载力相对较低,无法满足公路工程的施工技术要求,为此,需要采取合理可行的技术措施,对湿陷性黄土地基进行处理。
下面依托工程实例,对湿陷性黄土地基处理及检测展开分析探讨。
1湿陷性黄土的特征黄土主要分布在我国北方地区,由于北方气候环境及土壤内部化学反应的作用影响,导致部分地区出现层次不规律、孔隙过大、淡黄、土质疏松的黄土。
黄土在正常状态下的使用效果很好,强度较高,收缩性低,但是一旦遇水,其由于外力和自身重量施压下会产生慢性变形。
黄土的这种特征会严重影响到工程施工,也造成施工安全问题。
湿陷性黄土的特征是破坏周期非常短,且常出现部分突然破坏,而破坏之后是不能人工将其变回原态的。
2湿陷性黄土地基的处理方法2.1垫层法垫层法中的垫层包含原土及灰土两类,为传承多年的黄土地基处置措施,广为运用,适应具备定量压缩非湿陷与厚度不大于3m弱湿陷地层,以及湿陷初始压较大非自重性湿陷地层,形成基础防渗和防水层,并可与其他处理措施配合应用。
工程设计对于土质垫层或厚度不大于1m的灰土质垫层,通常不考虑增大地基承载能力,厚度大于1m灰土质垫层一般对地基承载力可增加20%。
灰土质垫层承载力、抗冻与防渗性良好,水工建筑物应用较广。
土质垫层为建基面下部原土开挖翻填一定深或换填其他性状优异的土,灰土质垫层是置换一定深度及配比的灰土与黄土混合土,灰土早期为石灰,近年因环保影响主要为水泥,水泥与黄土配比通常采用3∶7、2∶8或1∶9。
强夯地基施工工艺标准1.1范围本标准规定了强夯处理地基的施工要求、方法和质量操纵标准。
本标准适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土、杂填土等地基。
不适用于饱和及高含水量的黏性土与黄土地基。
1.2范性引用文件以下文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
但凡注日期的引用文件,其随后所有的修改单〔不包括勘误的内容〕或修订版不适用于本标准。
但凡不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB50300—2001建筑工程施工质量验收统一标准GB50202—2002建筑地基根底工程施工质量验收标准DBJ24-9-90强夯法处理湿陷性黄土地基规程JGJ79建筑地基处理技术标准JGJ33建筑机械使用平安技术规程JGJ46施工现场临时用电平安技术标准1.3术语和符号地基处理为提高地基承载力或消除地基土的不良工程性质〔如黄土的湿陷性、膨胀土的胀缩性、松散砂土的液化性质等〕,改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。
强夯法反复将夯锤提到一定高度使其自由落下,给地基以冲击和振动能量,将地基土夯实的地基处理方法。
符号fak——承载力特征值;Es——压缩模量;Eo——变形模量;H——有效加固深度。
1.4施工预备技术预备.1设计交底和图纸会审为正确领会设计意图,进一步熟悉设计内容,应在开工前由设计单位进行设计交底,并组织工程的要紧施工技术人员进行图纸会审,发觉疑咨询及时和设计方取得联系。
.2编制施工组织设计遵守国家法律、法规,对工程的施工进行总体筹划,明确工程的质量目标及施工要点,施工质量受控措施,做好劳动力、材料、机械设备合理调度方案,依据当地气候条件和工程特点及进度要求,制定针对性强,并切实可行的施工组织设计,包括质量通病的预防措施。
.3测量预备依据业主或工程总承包单位提供的并经监理工程师复核合格的基准点与技术资料,以及国家测绘标准和施工验收标准规定的精度要求,测设施工测量操纵网并报监理工程师验收,测量操纵网应能够满足在施工过程中所要进行的平面和高程操纵测量要求。
湿陷性黄土地基处理(强夯法)摘要:建设项目中如果遇到湿陷性黄土,会由于土层的不均匀沉降,导致项目建筑物本身、室外道路及地坪等受到干扰,发生局部下沉与裂缝等情况。
为克服此种土体带来的建设风险,需对地基加固处理,以消除处理深度范围内土质的湿陷性。
基于此,本文章简单介绍了湿陷性黄土,并结合西安咸阳国际机场三期扩建工程货运区工程东货运区施工总承包项目具体情况,探讨了强夯法在湿陷性黄土地基处理中的应用,从而保证强夯法的应用价值,以供讨论参考。
关键词:强夯法;湿陷性;黄土地基引言:近几年,全国基础建设工作迅猛发展,而建设过程中遇到的地质问题极其复杂。
湿陷性黄土被水浸湿,地基土强度会被严重减弱,出现明显沉陷现象,影响施工质量和安全。
强夯法是对湿陷性黄土地基较为有效的处理方法,近年来得到了很好的推广应用,并且都取得了良好的技术经济效果,为国家节省了巨额基础工程费用。
1.湿陷性黄土概述从本质上分析,湿陷性黄土主要是由小颗粒骨架构成,处于干燥或者是半干燥环境下,小颗粒骨架之间的黏结性比较低,形成了大小、形状不同的孔隙,所以湿陷性黄土也被称为大孔土。
黄土在被水浸湿之后,就会变得更加松散,在很大程度上减小了土体强度,甚至失去稳定性,从而导致土体结构出现下沉或是被破坏,为工程建设埋下严重的安全隐患。
针对湿陷性黄土地基的处理,必须达到的基本要求就是破坏湿陷性黄土原来的大孔结构,重新塑造土体结构,优化土体物理性质,增强土体结构的承载力与稳定性[1-2]。
2.强夯法处理湿陷性黄土地基的机理因土层中的可压缩气孔较多,受到一定的夯击能与冲击波影响,土体便会出现沉降,土体实际的结构也会被破坏,局部还可能会产生明显的液化情况,夯击点周边易出现裂缝,使得水压力逐步的消散,黏土也会体现出实际的蠕变性,夯击的过程中,土体强度明显提升。
从宏观的层面上分析,加固区域的土体一旦受到应力波以及冲击波的作用,土体的密度便会明显提高,强度也会随之提升;从微观层面上分析,冲击波的影响之下,土体微观结构易产生明显的变化,颗粒重新排列,从而体现出相对饱满以及密实的状态,强度也会随之提高。
湿陷性黄土路基施工作业内容摘要:摘要:以临午改建工程为例,对湿陷性黄土路基的施工措施工程应用进行介绍。
关键词:湿陷性黄土;路基;处理;施工湿陷性黄土是一种在干燥情况下,具有较高强度和较低压缩性,遇水后在一定外力作用或在自重作用下强度骤降的一种特殊岩土。
它广泛分布于我国甘肃、宁夏、陕西和山西等黄土高原地区。
其中以03马兰组黄土最具有代表性。
湿陷性黄土对公路工程的工程危害主要表现为遇水后的不均匀沉降,引起公路路面大面积开裂、下陷,从而引起其他次生公路病害,进一步加剧黄土地基的湿陷性,引起恶性循环。
所以公路工程中的湿陷性黄土路基的施工质量直接影响整个公路的施工质量以及后期运营期养护工程。
省道临午线位于山西省临汾市西北地区,公路等级为23m 宽的四车道一级公路,设计行车速度为60km/h。
设计荷载100kN.m。
沿线经过汾河阶地、昕水河阶地和山前台地。
在河流阶地以及山前台地地表覆盖有厚度达5m~9m厚湿陷性黄土,湿陷等级为Ⅱ级自重湿陷。
因此,湿陷性黄土地区路基的施工措施恰当与否对整个项目的工程质量至关重要。
省道临午线K15+900~K17+100段为山前台地,地表覆盖9m厚Ⅱ级自重湿陷性黄土,地表冲沟、陷穴发育。
设计中对填方路段原地面清表后采用1000kN.m夯击能强夯处理消除湿陷性,对于挖方路段挖至距离路床后采用1000kN.m夯击能强夯处理消除湿陷性并设置30cm后灰土封层。
对于高挡土墙及桥台地段则采用灰土挤密桩消除整个湿陷性土层的湿陷性。
施工过程中根据规范要求、设计图纸及当地实际情况,对不同段落分别采取了措施。
具体如下:1 填方路段黄土路段施工过程中应严格做好防排水,避免施工场地排水不畅或浸水。
对各个处置措施的施工工艺均应设置试验段,以确定各施工参数。
1.1 填方路基基底处理在路基填筑前,应对原地面进行处置,处置宽度应大于路基坡脚外1/2湿陷性黄土层厚,并不小于2m。
根据设计要求,路基基底采用1000kN.m强夯处理,对于重要建筑物附近,且建筑物具有一定抗震能力的,路基基底清表后采用冲击碾碾压40遍。
重锤夯实(强夯法)施工工艺中铁二局机筑公司殷郑海前言强夯法又称动力固结法,是法国梅那尔公司于60年代后期创造的一种地基加固方法。
它是在重锤夯实基础上发展起来的动力加固地基的新方法。
70年代后期传入我国,经过近20年在全国各地的推广一、工艺特点强夯法以其质量可靠,造价低,进度快,节约三材,经济效益显著等特点,已广泛应用于工业与民用建筑、公路与铁路路基、机场道路及码头仓库等工程的地基加固,强夯能级从1000kN·m发展到8000kN·m,成为国内处理地基的一种较好的实用方法。
二、适用范围目前,国内外处理地基的手段很多,其中强夯的适用范围最广,适用的土质有:各种高填土,如素填土、杂填土(建筑垃圾、工业废料)、粘土、黄土、湿陷性黄土等;饱和砂土、粉土等可液化土,淤泥质土,饱和粘性土等。
对于后一类土在正式强夯前须先做试验,证采用强夯处理地基,需要考虑其振动对附近建筑物的影响,必要三、工艺原理及设计要求强夯法加固地基虽已经历了几十年,实践证明是一种较好的地基处理方法,但是还没有一套成熟的理论和完整的设计计算方法。
根据非饱和类土:以直观的加密使土体强度增加为主,如黄土和一般的粘性土,最典型的是湿陷性黄土,通过夯击使土颗粒重新排列成致密结构粉土和粉细砂类土:夯击作用使土体加密和预液化,从而提高地基土的承载力和抗液化能力。
饱和土:强夯使空隙水压力瞬时升高,随着水压力的消散,土中自由水和部分弱结合水排出,土体变得紧密,随着时间的延续,触变后的土体结构得以恢复,使地基土得到加固,对于饱和淤泥质土和粘性土,可通过加填料(石块、钢渣等)夯击,增加土体骨架和排水通道,(一)、加固原理强夯法是应用功能转换的原理达到加固地基的目的。
具体地说,它是利用起重设备将几十吨(一般8—40t)重锤,从几十米(一般6—40m)高处自由落下,给土以强烈的冲击和振动。
地基土在强大的冲击能的作用下,土体强制压缩或振密;土体局部液化,夯点周围产生裂隙,形成良好的排水通道,孔隙水逸出,经时效压密,使土体重新固结,从而提高了土的承载力,降低其压缩性。
湿陷性黄土地基的处理方法地基处理是项目建设中的关键组成部分,特别是湿陷性黄土地基的处理是特别关键的。
黄土区域常常出现水土流失、地基湿陷、水库边坡、路堑和黄土源边滑坡和崩塌等灾害性地质活动,对工农业建设和人民生活经常导致严重危害,因此使用合理的处理办法解决黄土的失陷性对项目具备关键的意义。
标签:湿陷性黄土;黄土地基处理方法1、湿陷性黄土地基的处理办法1.1灰土挤密法1.1.1处理方法灰土挤密桩是运用打入钢套管,或振动沉管或爆扩等办法,在土中成桩孔,之后在孔中分层填入素土域灰土拼夯实而成。
在成孔与夯实经过中,原处于桩孔位置的土所有挤入四周土层中,让距桩周必然间距内的天然土获得挤密,这样来根除桩间土的湿陷性并提升承载力。
在加固深度以下,将大大减少附加应力,灰土挤密桩对地基的加固处理结果,不但和桩距相关,还和所解决的厚度与宽度相关。
当解决宽度小时,也许让基础形成相对大的下沉,更甚是让稳定性丧失,依据《湿陷性黄土区域建筑标准))(GBJ25-90)需求,当为部分解决时,黄土在非自重湿陷性的场地,解决宽度两端要超过基础宽度的0.25倍,并不要小于0.5米;在自重湿陷性黄土场地,如果需要完全根除加固后地基土的湿陷性,则要超过两边各0.75倍基础宽度的解决宽度,而且不小于1米。
1.1.2局限性存在必然局限性的灰土挤密法,在小于等于65%的饱和度,而且在地下水位以上的状况下,湿陷性黄土地基加固处理,这种地基在5米到7米之间的厚度需求。
这种办法对含水量需求非常高,假如含水量非常高或者含水量非常低,经过实践证明都达不到设计的需求。
挤密法对土的含水量需求相对高,通常要求略低于最优含水量,含水量太高或太低,都达不到设计要求的挤密效果。
由于湿陷性黄土具备吸水性强与容易达到饱和状态的特点,这样导致施工经过中很难控制含水量的问题,假如对表层黄土实施洒水时,由于土质干燥,易饱和的上层土质,下层土质由于接受小到水处于干燥状态。
所以,在含水量相对低的土质中,不能使用这办法。
少洛高速公路强夯法施工处理湿陷性黄土地基尹瑞t郑文全2(1.济源市工程建设监理所,河南济源454650;2.济源市远大监理咨询有限公司,河南济源454650)H商要]本文介绍了强夯施工的特点及基本理论,结合少洛高速公路中湿陷性黄土的处理原则和处理过程,对强夯施工中的关键技术和控制要f最以及加固效果作了阐述和分析。
p∞阙]强夯;湿陷性黄土;加固湿陷性系数;干密度;地基承载力1强夯技术简介的重要参数1)强夯法加固地基施工技术产生以来,被广泛用于世界各地的工程施工中,而且被证实具有良好的处理效果和经济效益。
随着时间的增长,强夯施工的技术水平和检测手段也在不断的成熟。
现在正向着高能级、复合地基加固和饱和土地基加固的方向发展。
2)强夯法施工是把一定吨位的夯锤提高到相应的高度,然后让其自由下落,夯锤在落地时将势能转化为动能,通过对地基的冲击,从而使土体中的孑L隙体积缩小,土体重新排列进而密实,承载力提高。
3)强夯处理技术广泛应用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土、素填土等,对于加固饱和度较高的粘1目u-E和淤泥质地基通过辅以置换等措施也可以取得良好的处理效果。
4)强夯法施工具有如下优点:应用范围广。
适用性强。
施工机具简单,操作方便。
加固效果显著,节省工程造价。
2强夯加固湿陷性黄土的施工原理1)湿陷性黄土的特点是天然孔隙比大,压缩率高,遇水易塌陷,承载力丧失,失水则形成千缩裂缝。
由于其地基承载力低,在湿陷性黄土上修筑路堤,会造成失稳或产生不均匀沉降,故需进行处理。
2)强夯处理显陷性黄土地基在我国运用很早,实例很多,取得了良好的社会效益,也积累了不少的宝贵经验。
通过夯锤对土体的冲击作用,使土中的空气溢出,土体颗粒重新排列,降低土体的压缩性,消除其湿陷性,增大土体的干密度,进而形成密实的板结层,来提高地基承力。
3设计和施工1)地质概况。
少洛高速公路是河南省重点旅游通道之~。
计算行车速度100km/h,路基宽26m,平均路基填土高度6m。
强夯法处理湿陷性黄土地基施工工艺【摘要】:强夯法在国际上又称为动力固结法,是在重锤夯实法基础上发展起来的,具有工期短、费用低、效果显著等优点。
该方法施工方便、快速有效、节约投资,根据夯击类型不同,强夯法处理地基与桩基相比可节省投资50%以上。
因此,此方法是我国目前最为常用和最为经济的深层地基处理方法之一。
【关键词】:湿陷性黄土;强夯法;地基处理;施工工艺;
中图分类号:tu475+.3文献标识码: a 文章编号:
0.引言
在湿陷性黄土地区施工,消除有效深度范围内湿陷性应当做为施工的首要工作。
强夯法施工既能消除黄土地基湿陷性,又能提高地基的承载能力,与垫层法、挤密桩法等相比较,具有操作容易,所用设备简单,施工速度快、费用低、效果好等优点,所以强夯法是处理湿陷性黄土地基的首选方法。
1.湿陷性黄土成因
黄土在形成时是极松散的,靠颗粒的摩擦和少量水分的作用略骨连接,但水分逐渐蒸发后,体积有所收缩,胶体、盐分、结合水集中在较细颗粒周围,形成一定的胶结连接。
经过多次的反复湿润干燥过程,盐分积累增多,部分胶体陈化,因此逐渐加强胶结而形成较松散的结构形式。
季节性的短期降雨把松散的粉粒黏结起来,而长期的干早气候又使土中水分不断蒸发,于是少量的水分连同溶于其中的盐分便集中在粗粉粒的接触点处,可溶盐类逐渐浓缩沉淀
而形成为胶结物。
随着含水量的减少,土粒彼此靠近,颗粒问的分子引力以及结合水和毛细水的连接力也逐渐增大,这些因素都增强了土粒之间抵抗滑移的能力,阻止了土体自重压密,形成了以粗粉粒为主体骨架的多隙结构。
当黄土受水浸湿时,结合水膜增厚楔入颗粒之间,于是结合水连接消失,盐类溶于水中,骨架强度随着降低,土体在土覆层的自重压力或在自重压力与附加压力共同作用下,其结构迅速破坏,土粒向大孔滑移,粒间孔隙减小,从而导致大量的附加沉陷。
这就是黄十湿陷现象的内在过程。
2.强夯法处理湿陷性黄土地基的适用范围
2.1 强夯法原理及特点
强夯法是用重锤从一定的高度自由落下,以一定的击数反复夯击一个点,对地施加较大的冲击能,在产生冲击波和动应力,将夯击面以下一定深度的层挤压密实,从而提高图的承载力、降低土的压缩性、消除湿陷性黄土的湿陷性等,同时还可以改善土层的均匀,减少不均匀沉降。
强夯法的主要优点:(1)处理范围广,用于加各类砂性土、粉土、粘性土、湿陷性黄土和填土,建筑垃圾和工业废料组成的杂填土具有独特的优势。
(2)加固效果显著,强夯处理后,可明显地提高地基土的承载力,减少孔隙比,降低压缩系数,消除湿陷和液化,改善土的均匀性,节省材料和工程造价。
(3)施工工艺简单,施工速度快,工期短。
强夯法的要缺点:(1)施工过程震动比较大,不适合用于离建
筑物和构筑物比较近的区域,容易产生扰动和扰民;(2)对于土方含水量比较敏感,含水量,高锤击后容易造成橡皮土;(3)施工场地不宜太小,否则施工机具无法施工;(4)施工中要掌握好机具的稳定性,重锤不要直接接触砖块和砼块等硬物,否则易于出现伤亡事故。
2.2 处理黄土地基的深度范围
强夯法处理湿陷性黄土地基,适用于地下水位以上,饱和度不超过6o%的湿陷性黄土,处理深度为3~12m。
工程中一般考虑到高能量强夯(强夯能级3000kn.m以上)施工相对缓慢、效率较低、费用较高,同等强夯能级下处理不同土类深度差异较大,而处理湿陷性黄土层厚度大于6m时可采用挤密法处理,使用的相对较少。
工程中大量推广使用的是1000~3000kn.m强夯能级,处理厚度3.5~6.5m,处理效果相对稳定,处理速度快捷、费用经济。
3.强夯设计及施工
3.1 施工机具的选择
夯锤:一般采用钢筋砼夯锤,夯锤底面一般为圆形,底面积不小于4m²,锤重一般为80kn、120kn、160kn、250kn、300kn 等。
锤中常设置多个上下贯通的直径为200mm的排气孔。
起重机:一般多使用履带式起重机,起重能力取大于1.5倍锤重。
当起重能力不足时,采用在臂杆上加支杆以增大起重能力,起重能力一般为150kn、300kn、500kn。
根据夯锤重量级及夯击能大小确定起重机械。
脱钩装置:要求有足够强度,且施工灵活。
施工中经常使用自动脱钩装置,这种方法可以保证每次的夯击落距相同、单击夯击能相同。
3.2 强夯法施工工艺
3.2.1 施工工艺流程
图3.1 强夯法施工工艺流程
3.2.2 夯击参数的确定
(1)夯点的夯击次数确定
应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定,并应同时满足下列条件:
①最后两击的夯沉量不宜大于下列数值:
当单击夯击能小于4000 kn.m时为50mm;当单击夯击能为4000~6000 kn.m时为100mm;当单击夯击能大于6000 kn.m时为200mm;
②夯坑周围地面不应发生过大的隆起;
③不因夯坑过深而发生提锤困难。
(2)夯击遍数确定
首先采用2~3遍点夯,再以低能量满夯1~2遍,满夯可改用轻锤或低落距夯击,锤印搭接。
(3)每遍夯击之间间歇时间的确定
间歇时间的确定取决于土中超静孔隙水压力的消散时间,黄土属于渗透性较差的细颗粒土,每遍夯击之间(点夯与点夯、点夯与
满夯)间歇3~5天。
强夯结束后根据规范规定及以往施工经验应静止14天后再进行各项检测,检查其工作有效性,如不合格还须复击。
3.2.3 基底处理
恢复中线,按要求放边桩,并对地下管线进行勘查,强夯前要将其移至界外,对上空的高低压线路要移出界外或架空至安全距离以上。
划分作业区段,按8000~10000m2安排一台强夯机为宜,如为路基施工200~300m线路长度划分为一作业区段,或以两桥(涵)间作为一个作业区段。
进行水平测量,清除基层表面植被,挖除树根,推土机整平。
因为经过强夯后,地基夯沉量可达0.8~1.0m,所以在挖方段要预留0.8~1.0m的高度。
压路机碾压1~2遍,碾压沿建筑区纵向进行,先低侧,后高侧,压路机一进一退压完全宽为一遍,轮印搭接不小于40cm,碾压结束后再次进行水平测量。
3.2.4 调整地基土天然含水量
根据试验及经验,黄土地基含水量在5%~17%间较适宜强夯施工。
如含水量小于5%,则在表层需补洒水,这样强夯过程中不会起皮,如含水量大于17%,强夯中易出现翻浆,产生橡皮土,则需采取降低地下水位的措施,如井点降水、开挖渗沟等方法。
3.2.5 夯点定位
因为夯锤直径大致在2~2.5m之间,所以点夯间距以3m为宜,正方形布点,也可等边三角形布点。
规范规定加固区范围应不小于基底宽度3m,所以自加固区一侧算起,奇数列为第一遍点夯点,偶数列为第二遍点夯点(以点夯两遍为例)。
用生石灰粉分别在场地上标出,至加固区另一侧基底外缘再扩大3m为止。
(见强夯加固地基夯点平面布置图)
图3.2 强夯加固地基夯点平面布置图
3.2.6夯击施工
首先对奇数列夯点采用履带吊后退法逐点夯击,每击点夯夯击能按试验时选定的参数进行,第一遍点夯结束后,推土机推平夯坑,间歇3~5天后对第二遍偶数列夯点进行夯击,方法与第一遍点夯夯击相同,先标出点夯位,第二遍点夯结束后推平夯坑,间歇3~5天后进行满夯,满夯结束后静止2周,方可进行质量检测工作。
3.2.7 质量检查
质量检查贯穿整个施工过程,并强调过程控制,夯锤落距、锤重、每点击数、每点夯击累计夯沉量、每点最后两击平均夯沉量都是施工过程中的控制重点,(1)检查强夯施工记录,基础内每个夯点的累计夯沉量,不得小于试夯时各夯点平均夯沉量的95%。
(2)在每500~1o00m面积内任选一处,自夯面下5~8米深度内,每隔50~l00cm取土样测定土的干密度、湿陷系数等指标。
(3)采用原位测试和室内土工试验检验地基的承载力。
强夯施工结束后,应对强夯效果进行检查,确定地基质量是否
到设计要求。
根据检验结果,应对不合格处进行补夯,或采取其它补救措施,达到试夯或设计规定的指标为止。
强夯地基质量经检查合格后,宜尽快在夯面上设置500~60omm的灰土垫层。
4.结语
在处理湿陷性黄土地基之中应根据实际情况分析影响因素,确定合适设备,制定切实可行的施工方案,从而达到质量要求。
本文对强夯法处理湿陷性黄土地基进行研究分析结果表明,用强夯法处理湿陷性黄土路基其本身具有施工工艺、设备简单,易操作和控制,工程造价低等诸多优点,强夯法是处理湿陷性黄土地基的一种有效方法,值得推广使用。
但其本身也有它的局限性和不足点,有待于进一步改进和创新,更好的服务于工程建设工作。
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