強(qiáng)夯法在可液化地基處理中的應(yīng)用

強(qiáng)夯法在可液化地基處理中的應(yīng)用

隨著我國高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，高速公路的工程質(zhì)量日益受到人們的關(guān)注。由于高速公路路基填筑普遍較高，地基須承擔(dān)著車輛荷載和比一段公里大得多填土荷載的雙重壓力，所以高速公路地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性不能不引起公路技術(shù)人員的高度重視。特別是對可液化地基采取措施進(jìn)行處理，來降低可液化程度，提高路基的整體穩(wěn)定性尤為必要。目前處理可液化地基的方法主要有強(qiáng)夯振沖碎石樁、砂樁等，且主要在工業(yè)和民用建筑方面應(yīng)用較多。焦鄭高速公路結(jié)合本工程地質(zhì)情況，對一些可液化地基采用強(qiáng)夯法進(jìn)行處理，效果明顯，達(dá)到了預(yù)期目的，為強(qiáng)夯法處理高速公路可液化地基積累了經(jīng)驗。地質(zhì)概況焦作至鄭州高速公路是河南省規(guī)劃的“米”字形干線公路主骨架的重要組成部分。項目所在地主要處于黃河、沁河沖擊平原內(nèi)，地貌單元少，形態(tài)簡單，地形特征為西北高東南低，沿線地下水豐富，最高地下水位埋深0.5m.經(jīng)地質(zhì)勘探，從地層土體、地下水及不良地質(zhì)和隱伏活動性斷裂分布等幾個方面綜合分析，把全線分成四段三種不同地質(zhì)條件段落。根據(jù)《河南省地震分區(qū)圖》的劃分，本工程處于地震基本烈度7°區(qū)，在7°基本烈度下，它們將發(fā)生大范圍的液化現(xiàn)象。在地震的誘導(dǎo)下，會發(fā)生噴砂、冒水現(xiàn)象，導(dǎo)致路基的塌陷和滑坡，嚴(yán)重影響路基的穩(wěn)定性。為此，根據(jù)《公路工程抗震設(shè)計》中對重點工程的抗震要求，對該路段除對受地形影響地段而采取碎石樁處理外，其它路段均采取較為經(jīng)濟(jì)、實用的強(qiáng)夯法進(jìn)行處理。強(qiáng)夯試驗強(qiáng)夯試驗的目的是通過小區(qū)試驗，對試夯效果進(jìn)行綜合分析比較，選擇適合該工程地質(zhì)條件的強(qiáng)夯施工參數(shù)。焦鄭高速公路工程設(shè)計要求強(qiáng)夯處理深度6～8m，處理深度內(nèi)地基具有抵抗8度地震液化的能力，處理后的液化指數(shù)不大于5.為此，并結(jié)合沿線地質(zhì)變化復(fù)雜的特點，我們設(shè)置了7共七個試驗區(qū)，如表1.1、單點夯能根據(jù)梅那強(qiáng)夯公式并結(jié)合設(shè)計處理深度、施工機(jī)械及特殊因素，單擊夯能采用1500KN·m、2000KN·m、2190KN·m和2560KN·m四種，滿夯采用750KN·m和1050KN·m.2、夯點布置夯點布置采用正方形、梅花形和正三角形三種形式。夯點間距從3.53m到4.5m不等。各夯區(qū)外側(cè)邊緣以夯錘外緣和夯區(qū)外緣平齊為準(zhǔn)，夯區(qū)外側(cè)夯點間距可作小范圍調(diào)整。滿夯時相鄰夯點彼此搭接1/4.3、單點夯擊數(shù)及夯擊遍數(shù)根據(jù)單點最后三擊夯坑下沉量處在5～10cm范圍內(nèi)的方法擬定單點夯擊數(shù)8擊和9擊。夯擊遍數(shù)選擇2遍主夯，最后一遍滿夯。4、施工試驗試驗設(shè)備主要采用20T或32T電動履帶起重機(jī)，并配有卷揚和龍門支架，夯錘為15T重的鑄鐵錘，錘底直徑2.5m，脫錘器為拉索牽引脫錘式。施工時從路基兩側(cè)邊緣向路中心夯擊，考慮到便于施工，采用隔行夯擊，強(qiáng)夯施工流程如下：平整場地→各夯區(qū)埋置孔隙水壓力觀察計、檢測原地基液化指數(shù)、測量地面標(biāo)高→鋪筑碎石墊層→第一遍夯點布置→測量場地標(biāo)高→機(jī)械就位→測夯錘高→測每次夯擊下沉量(完成一個夯點夯擊)→完成第一遍各夯點夯擊→整平場地→測場地標(biāo)高→重復(fù)第二遍夯擊→滿夯→平整場地→測量地面標(biāo)高和場地液化指數(shù)→結(jié)束。試區(qū)檢測檢驗?zāi)康模阂皇前丛嚭辉O(shè)計參數(shù)施工后試區(qū)地基液化的消除情況;二是提出下一步正式強(qiáng)夯施工參數(shù)的調(diào)整意見;三是通過對孔隙水壓力的觀測，確定強(qiáng)夯遍與遍的間隔時間。檢測方法：夯前對試區(qū)天然地基進(jìn)行檢測以復(fù)核原勘資料;試夯中及夯后觀測不同深度孔隙水壓力的變化情況，測量每最后三擊的平均沉降量;最后采用標(biāo)貫法和瑞利波法相結(jié)合來分析地基處理結(jié)果，并取標(biāo)貫器下15cm深的土樣進(jìn)行土工分析。結(jié)果分析評價經(jīng)強(qiáng)夯處理后，試區(qū)內(nèi)地基液化指數(shù)明顯降低，尤以試區(qū)3～6效果最佳，液化指數(shù)達(dá)到不大于5的設(shè)計目標(biāo)，表明強(qiáng)夯處理效果較好。最佳夯能選擇：經(jīng)過試夯，根據(jù)設(shè)計深度利用梅那公式計算的單擊夯能是合理的，但必須結(jié)合最后三擊的平均下沉量和地質(zhì)條件進(jìn)行綜合選定。本工程選擇單點夯能2560KN·M，每點擊數(shù)為8次，滿夯選擇1000KN·M.布點：通過試驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，均勻的布點將產(chǎn)生最理想的夯擊效果，雖然