強(qiáng)夯法在濕陷性黃土地基處理中的應(yīng)用

強(qiáng)夯法在濕陷性黃土地基處理中的應(yīng)用

1黃土狀亞粘土+黃土狀亞粘土丹東至拉薩公路的主要樹(shù)干線為老爺廟段（也稱為丹拉公路的入口段）。該段黃土、黃土和粘土分布廣泛，范圍小，分布不連續(xù)。厚度為2m10m，具有垂直節(jié)理和大空隙的特點(diǎn)。濕等級(jí)為i級(jí)，其中k73、700、k74、800為最大節(jié)省水土流失。2孔隙結(jié)構(gòu)及水土流失濕陷性黃土除了具有黃土的一般特性如黃色或黃褐色,粒度成分以粉土顆粒為主(約占50%以上),孔隙肉眼看得見(jiàn)等外,還呈松散多孔結(jié)構(gòu)狀態(tài),孔隙比常在1.0以上,且天然剖面具有垂直節(jié)理,含水溶性鹽(碳酸鹽、硫酸鹽類)較多。其垂直大孔性、松散多孔結(jié)構(gòu)和遇水即降低或消失的土顆粒間的加固凝聚力是發(fā)生濕陷的兩個(gè)內(nèi)部因素,而壓力及水是外部條件。對(duì)濕陷性黃土地基進(jìn)行處理的目的是改善土的性質(zhì),減少土的滲水性、壓縮性,控制其濕陷的發(fā)生,部分或全部消除它的濕陷性。為了減少路基和結(jié)構(gòu)物不均勻沉降而造成橋頭跳車現(xiàn)象,需對(duì)小結(jié)構(gòu)物臺(tái)背20m范圍內(nèi)做強(qiáng)夯處理。3沖擊能作用作用強(qiáng)夯法(又稱動(dòng)力固結(jié)法)是以100kN～400kN的重錘從3m～40m的高空自由落下沖擊土基,使基土在巨大的沖擊能作用下,產(chǎn)生很大的動(dòng)應(yīng)力和沖擊波,壓縮孔隙,使土體局部液化,在夯點(diǎn)周圍一定深度(10m～40m)產(chǎn)生很大的裂隙,形成良好的排水(氣)通道,使土中孔隙水(氣)順利逸出,土體隨之固結(jié),從而在有效影響深度范圍內(nèi)提高土基強(qiáng)度,降低土的壓縮性,改善砂土抵抗振動(dòng)液化的能力,消除黃土的濕陷性以及提高土層的均勻程度。4強(qiáng)制安裝4.1施工參數(shù)點(diǎn)夯夯擊能為2000kN·m,滿夯夯擊能為1000kN·m,錘重為15t,點(diǎn)夯落距為12m,滿夯落距為6m。4.2見(jiàn)圖14.3圓錘設(shè)置的作用夯機(jī)選用型號(hào)為50t的履帶吊車和重15t底面直徑為ue7882.2m的平底夯錘(選用圓行有氣孔的夯錘,夯錘中設(shè)置4個(gè)上下貫通氣孔,孔徑為ue7880.25m,它可減少起吊夯錘的吸力,又可減少夯錘著地瞬間氣墊上拉力所造成的能量損失)及相應(yīng)的土脫鉤器。施工時(shí)為了防止重臂在較大仰角下突然失重而有可能發(fā)生后傾,在履帶吊車的臂桿端部設(shè)置了輔助門(mén)架。4.4橋臺(tái)一步基礎(chǔ)進(jìn)入臺(tái)后20m在無(wú)碎石樁處理的結(jié)構(gòu)時(shí),第一排從橋臺(tái)基礎(chǔ)中線開(kāi)始至臺(tái)后20m;當(dāng)有碎石樁處理時(shí),第一排從橋臺(tái)一步基礎(chǔ)裙邊外2m開(kāi)始至臺(tái)后20m。最外一排夯點(diǎn)應(yīng)布置在坡角線以外3m處。4.5第一遍點(diǎn)寬基坑4.5.1清理整平場(chǎng)地,回填坑槽,并碾壓平整,確保施工機(jī)械在工作面內(nèi)能夠正常移動(dòng)。4.5.2測(cè)量放線,用石灰線標(biāo)出強(qiáng)夯的范圍及夯點(diǎn),夯點(diǎn)從路基中線向兩邊布設(shè)(見(jiàn)圖1)。4.5.3夯機(jī)就位,夯機(jī)定位允許偏差為±5cm。4.5.4夯擊時(shí)先進(jìn)行第一遍點(diǎn)夯,其按順序逐排完成,第一排完成后再進(jìn)行第二排、第三排,依次類推。每夯點(diǎn)夯擊達(dá)到規(guī)范要求后(最后兩擊的下沉量小于5cm),再移至下一夯點(diǎn)。4.5.5夯錘起吊到距地面12m的高度,待夯錘脫鉤自由下落后,放下吊鉤。4.5.6夯擊時(shí),夯擊點(diǎn)中心位移偏差應(yīng)小于0.15m;當(dāng)夯坑傾角大于30°時(shí),應(yīng)將夯坑底填平后再進(jìn)行夯擊。4.5.7第一遍夯擊完成后,回填天然砂礫,并整平場(chǎng)地。4.5.8重新放線定出第二遍夯點(diǎn)位置,準(zhǔn)備第二遍點(diǎn)夯,其在第一遍夯點(diǎn)4.5m見(jiàn)方的中心位置處布設(shè)夯點(diǎn)(見(jiàn)圖1)。4.5.9第二遍點(diǎn)夯施工方法同第一遍點(diǎn)夯。4.5.10第二遍夯擊完成后,用天然砂礫回填夯坑,并整平場(chǎng)地,準(zhǔn)備滿夯場(chǎng)地。4.5.11當(dāng)點(diǎn)夯完成后,繼續(xù)用15t的夯錘,但把落距降到6m高度進(jìn)行滿夯,滿夯時(shí)夯錘印與夯錘印重疊1/2夯錘,每夯點(diǎn)夯擊2次。5沉降量的確定5.1點(diǎn)夯過(guò)程中,用水準(zhǔn)儀測(cè)出每夯擊的沉降量,并做好施工原始記錄,在每夯點(diǎn),要求最后兩擊沉降量小于5cm。5.2點(diǎn)夯過(guò)程中,檢測(cè)夯坑周圍地面隆起情況。6起落架量大一些大土質(zhì)液限高在夯擊K27+025.5通道的臺(tái)背過(guò)程中,點(diǎn)夯時(shí)夯坑有明顯隆起現(xiàn)象,并且在土質(zhì)液限指數(shù)大的地方特別明顯。第一遍夯擊過(guò)程,隆起量分別為9cm、3cm、2cm,其他不明顯;第二遍夯擊過(guò)程中,隆起量分別為6cm、10cm、8cm,比第一遍強(qiáng)夯明顯。7擊以上的沉降量在夯擊K27+025.5通道的臺(tái)背過(guò)程中,出現(xiàn)了三個(gè)點(diǎn),其夯擊了14擊以上的沉降量見(jiàn)表1。出現(xiàn)上述情況后,回填砂礫后再原點(diǎn)原位點(diǎn)夯強(qiáng)夯,其三夯點(diǎn)重新原位強(qiáng)擊的沉降量見(jiàn)表2。8k7.25通道，背壓前后的質(zhì)量測(cè)試8.1結(jié)構(gòu)土土石土表3中(編號(hào)從1～4):亞粘土:褐色,硬塑,土質(zhì)不均勻,含砂質(zhì),夾少量植物根須,下部夾亞砂土。圓礫土:雜色,中密,稍濕,礫石含量為50%～70%,粒徑為0.1cm～0.5cm,粗砂充填,含亞砂土。亞砂土:土黃色,硬塑,土質(zhì)不均勻,含砂質(zhì),含砂石,夾亞粘土層。角礫土:雜色,密實(shí),稍濕,礫石含量為50%以上,粒徑為1cm～5cm,成分主要是火山石、石英,粗砂填充。8.2鑒定地層及素質(zhì)表4中(編號(hào)從1～4):素填土:中密,主要為角礫土,是人工回填路基,一般粒徑為1cm～2cm,最大粒徑為3cm～6cm,實(shí)測(cè)重型觸探擊數(shù)在13～14擊,均勻性較好。粉土:褐色,稍濕,中密,干強(qiáng)度底,韌性好,搖振反應(yīng)中等,偶見(jiàn)角礫、白色絮狀物,實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)在19～24擊,均勻性較好。角礫土:中密,一般粒徑為1cm～2cm,含量為30%,最大粒徑為3cm～6cm,含量為20%,次棱角狀,母巖成分為安山巖、凝灰?guī)r等,粗砂充填,實(shí)測(cè)重型觸探擊數(shù)在13～18擊,均勻性較好。粉土:褐黃色,稍濕,稍密,干強(qiáng)度低,韌性好,搖振反應(yīng)中等,白色絮狀物發(fā)育,實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)在8～10擊,均勻性較好。8.3強(qiáng)寬帶固結(jié)砂樁,在K27+025.5通道臺(tái)背強(qiáng)夯過(guò)程中,第一遍夯點(diǎn)平均沉降量為170cm,錘底面積為3.799m2,夯點(diǎn)共100個(gè),合計(jì)回填砂礫645.83m3。在強(qiáng)夯過(guò)程中,第二遍夯點(diǎn)平均沉降量為100cm,錘底面積為3.799m2,夯點(diǎn)共90個(gè),合計(jì)回填砂礫341.9m3。檢測(cè)結(jié)果表明,用強(qiáng)夯對(duì)軟基處理后,消除了地基土的液化,地基承載力顯著提高,且加固效果明顯,沉降明顯,降低了后期的沉降量,部分地消除了后期跳車現(xiàn)象。9強(qiáng)寬基施工的局限性在丹拉高速公路張家口段上,設(shè)計(jì)要求在所有小結(jié)構(gòu)物臺(tái)背20m范圍內(nèi)都進(jìn)行強(qiáng)夯處理。在委托中冶地勘察基礎(chǔ)工程有限公司五一六分公司進(jìn)行的兩個(gè)結(jié)構(gòu)物(K27+025.5通道及K30+655.5涵洞)的強(qiáng)夯試驗(yàn)檢測(cè)表明,強(qiáng)夯處理以后,地基承載力得到了很大提高,土質(zhì)均勻性明顯增加,且工藝簡(jiǎn)單、施工快、費(fèi)用低。但是,強(qiáng)夯施工有較大的局限性:強(qiáng)夯施工只處理