强夯实例
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强夯法在安顺换流站地基加固处理中的应用
刘尧全中国水利水电第九工程局贵州、贵… 摘自《水电工程》2005年第8期
摘要:强夯是回填地基加固处理的一种基础处理方法,本文介绍贵广直流安顺换流站场平工程中强夯施工应用的施工工艺,进一步证明了强夯施工工艺对填方地基快速加固处理的适用性。
关键词:安顺换流站;强夯;地基处理
1概况
黔电送粤是西电东送工程的重要组成部分,安顺换流站是黔电送粤总体规划中的国家重点工程,是贵广直流的起点。
根据贵州省与广东的协议,2005年贵州应向广东送电400万千瓦。
贵广直流输电工程额定输电功率为300万千瓦,线路全长约940千米,占黔电送粤工程总输电总量的75%。
安顺换流站位于贵州省安顺市以西约12.5km的普定县白岩乡高坡村,是目前世界上海拔最高的换流站,同时也是国内已建和在建的4个换流容量最大的换流站之一,总投资为25.64亿元,是贵州省唯一的一座特大型枢纽换流站。
换流站内布置的主要建筑物有综合楼、阀厅、控制楼及构、支架、绝缘油贮存区、备品备件库、就地断电器室、水池、汽车库等。
换流站占地面积约85000m2。
站址区地貌属峰林谷地,场地位于条状平台及丘包上,局部呈陡坎状,地形起伏大,且较为零乱。
根据区域地质资料和钻探揭露,站址主要分布三跌系中统关岭组(T2g)地层,其上覆盖层第四系残坡积粘性土,表层30cm为耕土。
由上至下分别为硬塑状红粘土组成的素填土层,由红粘土及局部少量碎石组成的粘土层,由页岩、泥质灰岩、灰岩、白云质灰岩和白云岩互层状组成的基岩。
换流站地基挖填整平后,根据设计要求,采用强夯施工方法对填方区进行加固处理。
填方区分A、B、C及综合楼四个区域,其中A区回填深度10~20m;B区回填深度5~10m;C
区回填深度3~5m;A、B、C三区整个回填土加固后,压缩模量Es1-2≥15MPa,压实系数≥0.96,场地承载力标准值≥250KPa。
强夯设计要求,在A及B深回填区,采用3000kN•m级的设备进行强夯,对A、B、C浅回填区及综合楼区,采用1000kN•m级设备进行强夯。
A区强夯面积为1317m2,B区强夯面积为4434m2,C区强夯面积为2978m2。
2 现场试验设计
2.1试验目的
由于强夯施工的许多参数还是经验性的, 影响因素又很复杂,还不能作精确的理论计算,为验证设计并符合预定目标,在正式施工前作强夯试验,以校正设计施工参数、施工设备性能,为正式施工提供依据。
试夯有单点及小片区试区,必要时应有不同单夯击能的对比,以提供合理的选择。
单点夯应布置测试地表位移;记录每击夯沉量;测定夯坑深及口径、体积;振动影响值及范围;测定填料厚度。
小区试夯应先在施工现场有代表性的地段,试夯面积应根据布点要求确定,包括各批各遍夯击的作用,以使试夯区内部的检验有代表性。
测试内容除单点夯内容外,应记录计算各遍的填料量计算各遍的填料量及各遍的场地下沉量,以便正式施工时预留下沉量及校核加固效果。
测试应包括夯点及夯间,最好能每遍夯后均进行,以便调整夯击遍数。
2.2试验区布置
根据本工程强夯区分布特点,共设置了三个试验区,分别设在A区、B区及C区,每个区的试验面积为400m2(20m×20m)。
2.3试验参数
夯锤重量分为两种,分别为20t和10t,其中20t为3000kN•m区夯锤,10t为1000kN•
m区及综合楼区夯锤。
锤底为圆形,直径分别为2.5m和2m,采用自动脱钩装置。
落锤高度分别为15m和10m,每击能量分别为3000kN•m和1000kN•m。
由于本工程区填方量为土石混和料填筑,填筑料透水性较好,故夯击间采用连续夯击。
为了探讨不同施工工艺对强夯加固效果的影响,在试验区内分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个部分,分别采用不同的夯击工艺。
各小区的具体夯击施工参数见表1。
表 1 各试验小区夯击施工参数汇总表
夯点布置(正方形) (m×m) 夯击次数夯击能 (t• m)
编号
第一遍第二遍第三遍第一遍第二遍第三遍第一遍第二遍第三遍
AⅠ 5.0×5.0 5.0×5.0 5.0×5.0 18 5 3 300 300 100
AⅡ 4.5×5.0 4.5×4.5 18 4 300 100
AⅢ 4.0×4.0 4.0×4.0 16 3 300 100
BⅠ 4.0×4.0 4.0×4.0 4.0×4.0 10 4 2 100 100 100
BⅡ 3.5×3.5 3.5×3.5 12 3 100 100
BⅢ 3.0×3.0 3.0×3.0 12 2 100 100
CⅠ 4.0×4.0 4.0×4.0 4.0×4.0 9 4 4 100 100 100
CⅡ 3.5×3.5 3.5×3.5 10 3 100 100
CⅢ 3.0×3.0 3.0×3.0 10 2 100 100
3试验结果分析
3.1地面平均夯沉量和坑边隆起分析
按以上三个试验区9种试验组合进行试验施工后,对地面平均夯沉量和坑边隆起量进行实测,从实测结果表明,单位平均夯能引起的平均地面沉降随夯击遍数的增大较明显地减小,即第一遍夯击地面夯沉效果最好,随后随着夯击遍数的增加,夯沉量呈逐渐降低的趋势,主是强夯法处理地基时在面夯沉变化的一般规律。
经现场实测,各试验小区夯坑周围,每遍夯击后基本没有产生隆起现象,说明总体的填筑层压实量接近于夯坑体积,实测结果表明有效夯实系数可达0.9以上。
3.2超重型动力触探测试结果分析
为了对比分析不同施工工艺强夯对回填土石层的加固效果,在每个小区进行了4组超重型动力触探试验,分别在夯前和每遍夯后进行测试,以动态、实时地了解每遍夯击的加固效果。
A区、B区及C区动力触探承载力检测曲线分别参见图1、图2及图3。
(1)三个试验小区在强夯加固后的动力触探试验结果表明,地面以下9m以内的土石方填筑层在强夯后地基承载力有了明显提高,填筑深度在9m以下地基加固效果有逐渐降低的趋。