2015工法關(guān)鍵技術(shù)鑒定資料范例

1、8000KN-m強(qiáng)夯處理超厚濕陷性黃土施工工法關(guān)鍵技術(shù)鑒定資料山西五建集團(tuán)有限公司:O一六年十月1提出問題的背景2工藝原理3工法的關(guān)鍵技術(shù)3.1 夯區(qū)地基土的含水量控制3.2 夯距布置3.3 夯擊3.4 滿夯4實(shí)施效果5附件1提出問題的背景我國黃土地區(qū)分布較廣，多數(shù)建筑物位于濕陷性黃土地基上。由于城市和平原地區(qū)建筑用地的日益緊張，建筑用地逐漸向濕陷土層深厚的黃土墟、梁和高階地發(fā)展。越來越多的建筑地基處理要求的濕陷性土層厚度達(dá)15m以上。目前，強(qiáng)夯法是處理濕陷性黃土地基最常用的既簡(jiǎn)便又經(jīng)濟(jì)的地基處理方法。根據(jù)地基處理技術(shù)規(guī)范和施工經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)夯法一般采用的最高能級(jí)為8000kNm,處理深度在1072

2、m之間，最多不超過13m。如果能將高能級(jí)強(qiáng)夯處理濕陷性黃土地基的加固深度提高到15米以上，顯然對(duì)濕陷性黃土地基處理有著重大的工程意義。目前，我國已有數(shù)例10000kNm高能級(jí)強(qiáng)夯的工程應(yīng)用，本公司已進(jìn)行過10000kNm高能級(jí)強(qiáng)夯處理的濕陷性黃土地基的工程實(shí)踐，結(jié)果表明，通過進(jìn)一步提高強(qiáng)夯能級(jí)來提高處理深度的方法，并不是一條切實(shí)可行的途徑。實(shí)現(xiàn)的理由如下：(1)大幅提高強(qiáng)夯能級(jí)，受到施工設(shè)備的嚴(yán)重制約我國目前強(qiáng)夯采用的主要施工設(shè)備為起重機(jī)，其傳動(dòng)系統(tǒng)一般為機(jī)械傳動(dòng)。更換采用液壓傳動(dòng)。由于強(qiáng)夯時(shí)產(chǎn)生的沖擊力極大，機(jī)械損壞率極高，所以液壓傳動(dòng)起重機(jī)不適用于強(qiáng)夯設(shè)備。我國目前用于8000kN-m能級(jí)

3、強(qiáng)夯的主打機(jī)型為杭州起重機(jī)廠生產(chǎn)的W200A,最大起重量為500kN,在用于強(qiáng)夯施工時(shí)，最大起吊的夯錘重量也就是450kN,當(dāng)強(qiáng)夯能級(jí)提高到10000kN-m時(shí)，其落距為22.3米，起重高度達(dá)到26米以上，已到了極限狀態(tài)。如果更換起重量再大的機(jī)型，機(jī)械傳動(dòng)的機(jī)身體積將十分龐大，在運(yùn)輸、組裝、施工等方面帶來非常大的困難。(2)強(qiáng)夯能級(jí)與加固深度的關(guān)系強(qiáng)夯能級(jí)和加固深度并不成線性增長(zhǎng)關(guān)系。建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2002)表6.2.1所列：強(qiáng)夯法的有效加固深度，當(dāng)強(qiáng)夯能級(jí)從1000kNm增加到8000kNm,能量提高了8倍，有效加固深度只增長(zhǎng)了2倍。特別是高能級(jí)強(qiáng)夯，每提高一個(gè)級(jí)別，強(qiáng)夯

4、的加固深度增加非常有限，而施工設(shè)備的穩(wěn)定性、安全性、機(jī)動(dòng)性、施工效率大幅度下降，而風(fēng)險(xiǎn)性卻大幅度增長(zhǎng)。所以在當(dāng)前的條件下，需要尋找另外的途徑來提高高能級(jí)強(qiáng)夯處理濕陷性黃土深度的方法。2工藝原理我公司經(jīng)過幾項(xiàng)工程的研究、試驗(yàn)，總結(jié)開發(fā)了高能級(jí)強(qiáng)夯(8000kNm)處理超厚濕陷性黃土的一套可行的方法，處理深度可達(dá)15m以上，該處理方法效果明顯，既經(jīng)濟(jì)又安全。工藝原理是通過控制建筑場(chǎng)地要求處理范圍內(nèi)地基土的含水量，使其接近于最佳含水量后，采用普通的高能級(jí)強(qiáng)夯設(shè)備，大間距布點(diǎn)，分多遍進(jìn)行強(qiáng)夯的地基處理方法。該施工方法減少了夯點(diǎn)與夯點(diǎn)之間夯擊時(shí)的迭加應(yīng)力，加大了每批夯點(diǎn)夯擊時(shí)的影響深度，使總的有效加固深

5、度得到大幅度的提高。本工藝的特點(diǎn)是：(1)采用了增濕措施。(2)大夯距、多遍夯，盡量加大夯坑深度。(3)工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用，具有良好的加固效果，適用于非繁華市區(qū)施工。3關(guān)鍵技術(shù)3.1夯區(qū)地基土的含水量控制控制夯區(qū)內(nèi)地基土的含水量是該工藝施工的關(guān)鍵。由于深厚濕陷性黃土地基大多位于高坡干旱區(qū)，其天然含水量往往偏低，土層處于干硬狀態(tài)，強(qiáng)夯時(shí)，消耗的能量也往往較含水量適中的土層大，無形中降低了強(qiáng)夯的有效加固深度。因此，對(duì)濕陷性黃土地基采用增濕法，是提高強(qiáng)夯加固深度的關(guān)鍵措施。國家標(biāo)準(zhǔn)濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范(GB50025-2004)在地基處理一節(jié)中規(guī)定：強(qiáng)夯法適用于地下水位以上，飽和度Srw60%的濕

6、陷性黃土局部或整片處理。在6.3條強(qiáng)夯法中規(guī)定：采用強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基，土的天然含水量宜低于塑限含水量1%3%。在擬夯實(shí)的土層內(nèi)，當(dāng)土的天然含水量低于10%時(shí)，宜對(duì)其增濕至接近最優(yōu)含水量。當(dāng)土的天然含水量大于塑限含水量3%以上時(shí)，宜采用晾干或其它措施適當(dāng)降低。陜西省地方標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土地基DBJ24-9-90在第七條中規(guī)定：選用強(qiáng)夯法處理黃土地基，其處理厚內(nèi)土層的天然含水量值應(yīng)處于下列范圍內(nèi)：CWop-w|<5%Wmax-Wmin£8%式中：W、Wop分別為處理厚度內(nèi)土層的天然含水量加權(quán)平均值和最優(yōu)含水量加權(quán)平均值()。Wmax、Wmin分別為處理深度內(nèi)土層的最大

7、、最小天然含水量值(%)。當(dāng)?shù)鼗吝^于干燥時(shí)，在施工前如采取加水濕潤(rùn)措施，仍可采用強(qiáng)夯法處理。陜西省地方標(biāo)準(zhǔn)將強(qiáng)夯條件按處理厚度以內(nèi)土質(zhì)情況和強(qiáng)夯分為“好”、“較好”、“尚可”三類。條件好：(i)土的含水量值符合條件：,Wop-w|<1%Wmax-Wmin-4%(ii)無堅(jiān)硬土夾層，且含水量值隨深度遞增。(iii)施工單位有經(jīng)驗(yàn)選用最佳強(qiáng)夯施工參數(shù)。條件較好：(i)土的含水量值符合條件：啊op-W|<3%Wmax-Wmin<6%(ii)無堅(jiān)硬土夾層，且含水量值隨深度遞增。條件尚可：土的含水量值符合條件：jWoP-W|<5%Wmax-Wmin_8%注：“無堅(jiān)硬土夾層”指在

8、處理深度內(nèi)，土層的壓縮模量值Esv10MPa。從各類規(guī)范規(guī)定，我們可以看出濕陷性黃土地基的天然含水量及其飽和度是影響強(qiáng)夯加固效果的很關(guān)鍵因素。在施工前要對(duì)處理范圍內(nèi)地基土含水量進(jìn)行檢測(cè)，再采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行含水量控制，以提高強(qiáng)夯的加固效果。增濕法主要是采用洛陽鏟，于地基處理前46d,按原地基土的含水量大小和設(shè)計(jì)要求處理的程度布點(diǎn)掏孔，灌砂后再注水浸土，使其含水量接近最佳含水量。增濕土的加水量可按下式估算：Q=v耳Wop-Wk式中Q計(jì)算加水量(m3)v擬加固土的總體積(m3)k損耗系數(shù)，可取1.051.103.2夯距布置提高強(qiáng)夯法處理濕陷性黃土加固深度的另一關(guān)鍵要素是采用增大夯距、分多遍夯的施工

9、方法,這樣能減少夯點(diǎn)與夯點(diǎn)之間，行與行之間連續(xù)夯擊時(shí)的迭加應(yīng)力，從而加大每批夯點(diǎn)夯擊時(shí)的影響深度。這種方法在施工時(shí)的控制標(biāo)準(zhǔn)，就是盡量加大夯坑的深度，確保每個(gè)夯點(diǎn)達(dá)到要求的深度標(biāo)準(zhǔn)。.MDaJ強(qiáng)夯的有效加固深度H=夯坑深度+110式中：”一一強(qiáng)夯影響折減系數(shù);M夯錘重量（kN）;D落距（m）;根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，8000KN.m能級(jí)強(qiáng)夯，當(dāng)夯坑的平均深度在33.5m時(shí)，其加固深度約在1112m之間。當(dāng)夯坑的平均深度若能達(dá)到5m時(shí)，由夯坑深度提高的有效加固深度將增加1.52m。8000KN.m強(qiáng)夯，要處理15m以上深度濕陷性黃土，夯點(diǎn)間距可采用5m6m或2d2.75d（d為夯錘直徑），可分三批（遍）或四批

10、（遍）夯完，隔行隔點(diǎn)完成。一般夯距布置可參照表1、表2。表1級(jí)匕匕八目遍數(shù)單擊分擊能（KNm）夯距（m）布點(diǎn)形式單點(diǎn)夯擊能參考擊數(shù)（擊）最后-db貴入度（mm）夯坑深度（m）8000KNm一遍點(diǎn)夯800011正三角形18<200>5二遍點(diǎn)夯800011正三角形18<200>5三遍點(diǎn)夯80009.53X5.5矩形18<200>4四遍復(fù)分40005.55.5正三角形18<50五遍滿分20002X2夯印相搭4表2能級(jí)遍數(shù)單擊分擊能（KNm）夯距（m）布點(diǎn)形式單點(diǎn)夯擊能參考擊數(shù)（擊）最后-db貴入度（mm）夯坑深度（m）8000KNm一遍點(diǎn)夯800011正三角

11、形20<200>5二遍點(diǎn)夯800011正三角形18<200>5三遍點(diǎn)夯80009.53X5.5矩形15<200>4四遍滿分20005.55.5夯印相搭53.3夯擊待含水量控制適宜，夯點(diǎn)布置好后，起重機(jī)及夯錘便就位，按試夯確定的施工順序、夯擊遍數(shù)及錘擊數(shù)進(jìn)行逐遍夯擊，落距要嚴(yán)格按能級(jí)進(jìn)行控制。每遍夯打過程中，要進(jìn)行沉降測(cè)量。在每遍夯坑整平后，均要進(jìn)行夯后標(biāo)高測(cè)量。單點(diǎn)夯擊數(shù)以控制夯坑深度為主，同時(shí)滿足最后兩擊貫入度平均值W20cm的雙控方案。如果地基土的設(shè)計(jì)承載力要求在220KPa以上，則點(diǎn)夯后的原夯點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行復(fù)夯，復(fù)夯能級(jí)應(yīng)降低一半，復(fù)夯不必隔行隔點(diǎn)，可一批完

12、成。3.4滿夯滿夯是高能級(jí)強(qiáng)夯的一個(gè)重要工序。由于點(diǎn)夯完成后，夯點(diǎn)以下一定范圍內(nèi)的地基得到有效的加固，但夯點(diǎn)之間由于剪切波破壞形成的松動(dòng)區(qū)和整平場(chǎng)地時(shí)形成的表層土層還需要處理。8000KN.m強(qiáng)夯滿夯一般采用2000KN.m。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的錘擊數(shù)，錘印相切或搭接1/41/3。4實(shí)施效果4.1實(shí)例一太原市五龍灣水上樂園擬建場(chǎng)地位于太原市五龍口東部，地貌屬于東山山前洪積扇的上緣，其東側(cè)與太原市東山過境高速公路毗鄰；場(chǎng)地地基土為第四系全新統(tǒng)(Q24Q14)和第四系晚更新統(tǒng)(Q3)沖洪積地層，地層巖性為黃土狀粉土。場(chǎng)地濕陷土層最大厚度22.2mo其中中間水池部分基底標(biāo)高下濕陷土層厚度為14.6

13、18.8m,濕陷類型為自重濕陷，濕陷等級(jí)為H級(jí)，建筑物等級(jí)為甲類。要求消除地基的全部濕陷量。本地基土16m之內(nèi)天然含水量加權(quán)平均值W=11.4,最佳含水量采用塑限值，加權(quán)平均值Wop=16.17。16m之內(nèi)最大天然含水量Wmax=18.1,最小天然含水量Wmin=6.2。Wop-W=4.7<5%中Wmax-Wmin=11.9士8%飽和度平均值33%,地基土中含壓縮模量ES>10MPa的堅(jiān)硬土夾層，土層的堅(jiān)硬性在很大程度上是由于含水量偏低而造成。本場(chǎng)地強(qiáng)夯試驗(yàn)采用兩套方案，能級(jí)都為8000KNm。試夯方案一：采用普通強(qiáng)夯方案，單點(diǎn)夯擊控制以最后貫入度平均值w20cm試夯方案二：采用增

14、濕法，大夯距、多遍夯的方案。單點(diǎn)夯擊數(shù)以控制夯坑深度為主，同時(shí)滿足最后兩擊貫入度平均值w20cm的雙控方案。本場(chǎng)地強(qiáng)夯試驗(yàn)由于附近的居民的干擾，沒能按計(jì)劃完成，但強(qiáng)夯的試夯施工完成。試夯區(qū)一的夯坑深度平均值3.13m,最大值4.12m,最小值2.38m。試夯區(qū)二的夯坑深度平均值在6.09m,最大值6.36m,最小值5.69m。僅從夯坑深度分析，試夯方案二的加固深度就大于試夯方案一近3m。由此可見，采用了增濕措施和大夯距、多遍夯的方法能較理想地提高強(qiáng)夯加固深度。4.2實(shí)例二橫泉水庫位于山西呂梁市方山縣橫泉村，是北川河上規(guī)劃的中型水庫。該庫水壩幾度上馬和下馬，從1958年1967年在左岸河床部分采

15、用四種施工方法，筑壩230米，頂寬90-110米，高17米左右，頂部面積2.3萬m2,上游壩坡1:4,下游壩坡1:3.5。左壩體巖性為淡黃色、淺紅色低液限粘性土，人工填筑壩體時(shí)間、筑壩形式不同，其物理力學(xué)性質(zhì)有不同程度差異。壩體天然含水量w0=5.423.0%，平均14.2%,干密度pd=1.321.77g/cm3,平均1.52g/cm3,壓縮系數(shù)a1-2=0.040.47MPa-1,具中低壓縮性；濕陷系數(shù)由上至下0.010.0m內(nèi)，8s=0.000.053。局部土層具濕陷性；10.0-17.0m內(nèi)，8s=0.000.017。設(shè)計(jì)要求：1）濕陷系數(shù)Ssv0.015。2）干密度pdR1.581.62g/cm3。3）有效加固深度10.012.0m。地基處理方案：由于現(xiàn)壩體的力學(xué)指標(biāo)無法滿足設(shè)計(jì)要求，故擬采用8000KN?m能級(jí)強(qiáng)夯處理，在進(jìn)行強(qiáng)夯試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)大綱要求先按16m厚度的處理深度進(jìn)行強(qiáng)夯參數(shù)