强夯置换法加固路基在吹填地区的应用

2015-04-28 00:16陈本强大连西中岛公共设施管理有限公司辽宁大连116100
中国科技纵横 2015年8期
关键词:满夯沉量开山

陈本强(大连西中岛公共设施管理有限公司,辽宁大连 116100)

强夯置换法加固路基在吹填地区的应用

陈本强
(大连西中岛公共设施管理有限公司,辽宁大连 116100)

本工程采用强夯置换法处理吹填区路基,与其他传统的路基处理方式相比,强夯置换所用材料少,就地取材,价格便宜,可以节约造价,具有良好的经济效益。且沉降等各项检测指标均符合设计要求,验证了该方法的加固效果及可行性。结合工程实例,介绍了运用强夯置换法在吹填区加固路基的施工方法,证明他是一种工期短、成本低、行之有效的方法。

强夯置换 加固 路基

1 工程概况

新农至西中岛公路(交流岛至通水沟)K8+466~K9+370路段位于吹填区,共904米。依据《新农至西中岛公路(交流岛至通水沟)道路工程工程地质勘察报告》(天津市勘察院,2013年12月)显示,地基上层为吹填土。该区域地质情况如下:

吹填土:层厚2.8~5.2米,欠固结,不提供承载力;

粉砂:层厚5.2~6.4米,承载力基本容许值[fao]=120KPa,E0=4.50MPa;

粉质粘土:层厚1.80~3.50米,承载力基本容许值[fao]=180KPa,Es=6.50MPa;

全风化页岩:层厚1.40~2.20米,承载力基本容许值[fao]=210KPa ,E0=12.00MPa;

由于道路上行车荷载较大,吹填区地质情况不能满足承载力和变形要求,需要对该区域地基进行处理。

2 方案选择

鉴于该区域淤泥层厚度较厚,本工程呈带状,对其进行隔离难度较大。且下卧层地质较好,拟采用现状吹填土表面填筑2.5米厚开山石渣后强夯置换法进行施工。利用强夯,将夯点下淤泥向四周挤出,利用夯坑作为钻孔,向坑内不断填充石渣料,并进行夯实,形成直径约1.2米的桩群,桩群与周围土体形成复合基础。由于桩的加筋作用,地基中应力向桩体集中,即应力集中作用,桩体承担了基层传来的大部分荷载;同时,由于桩体和填料具有良好的透水性,使强夯引起的超静空隙水压力迅速消散,土体迅速固结,抗剪强度迅速提高,对桩体约束逐渐增强,从而使复合地基的承载力不断提高,达到加固路基的目的。

3 加固路基的现场试验

3.1强夯试验区平面布置

本次试验200米路基作为现场试验区,夯点间距为4mх4m,插花呈梅花状设置。

3.2强夯施工参数

(1)点夯:本工程选用强夯置换锤直径为1.2米,锤重质量为22吨,置换墩中心距为4米,共进行四遍夯击(二遍点夯,二遍满夯)。第一遍点夯,夯点间距为4米,夯击能4000kN·m(具体夯击能量应通过试夯确定),处理范围为两侧道路红线外延5米(宽度60米),采用隔桩跳打的方式,保证连续两次夯点间距为8米,每一次夯击后应及时平整场地、补充开山石碴。单点最后两击夯沉量不超过50mm,夯击时用水准仪观测沉降。经间歇期(不少于2周)后进行第二遍夯击,夯点为第一遍点夯中央,夯点间距为4米,夯击能4000kN·m(与第一遍夯击能量相同),处理范围、施作方法及观测沉降与第一遍点夯相同。

(2)满夯:点夯结束间歇2周后,进行第三遍满夯,满夯锤直径为2.5米,锤重质量为15吨,夯击能为1000kN·m,处理范围为道路红线之内(宽度50米),夯印搭接四分之一。间歇2周后,进行第四遍满夯,夯击能为1000kN·m,处理范围为道路红线之内(宽度50米),夯印搭接四分之一。

3.3试验结果分析

(1)根据从记录统计可看出,第一遍点夯一般夯击16-18次(最多一次22下,最少一次12下),能达到最后两击平均夯沉量小于50mm。第二遍点夯一般夯击11-14次(最多一次16下,最少一次7下),能达到最后两击平均夯沉量小于50mm。

(2)第一遍点夯累计总夯沉量4700-9640mm,平均6791mm;第二遍点夯累计总夯沉量3470-11130mm,平均6696mm。表明置换墩加固深度平均在6.7m左右。根据原设计图,该段地基软弱层深深度5.8~6.14m。因此,置换墩加固深度达到处理深度。

(3)由于地基土渗水性较好,两遍点夯可连续进行。为确保地下孔隙水压力消散,两遍点夯间隔时间宜为2周,满夯距第二遍点夯时间间隔也宜为2周。

(4)试验段施工前对原地面进行触探试验。强夯置换加固后,墩间土被置换料填充挤压密实,强度提高,进行触探试验,表层能达到200KPa以上。

(5)施工结束后7天、14天、28天,分别平板载荷试验检测了单墩承载力,每次检测一个墩。承载力均达到要求。因此,施工结束间隔1~2周检测单墩承载力即可达到设定承载力要求。

(6)施工前原地面铺设一层2.5m厚开山石渣。每个置换墩填料平均为V1′=17m3,填料次数宜为4次。

4 施工工艺

(1)铺设2.5米开山石碴垫层,碎石填料满足设计要求;垫层采用开山石渣作为置换材料,推土机推平,压路机碾压密实。

(2)测量人员应将施工测量控制点引至不受施工干扰的稳固地点。测量并记录原地面高程,布设水平位移控制桩,标出第一遍夯点位置,并用白灰洒出夯位轮廓线;

(3)起重机就位,夯锤置于夯点位置。根据夯击能,确定夯锤吊起高度。

(4)测量夯前锤顶高程,将夯锤起吊到预定高度。

(5)开启脱钩装置,待夯锤脱钩自由下落后,放下吊钩,测量锤顶高程,计算并记录该击的夯沉量。

(6)重复步骤4.5,记录每一遍夯击的夯沉量和累计夯沉量。当夯坑过深而发生起锤困难时停夯,向坑内填置换材料直至与坑顶平,记录填料数量及次数,如此重复直至直至最后两击平均夯沉量不大于5cm,达到收锤标准,完成一个墩体的夯击。当夯点周围软土挤出影响施工时,可随时清理并在夯点周围铺垫开山石碴,继续施工。

(7)机械移位至下一夯点,重复步骤4.3至4.6,按由内而外,隔行跳打原则,完成第一遍全部夯点的夯击试验,作好记录。

(8)用推土机将夯坑填平,压路机碾压,并测量场地高程。根据地基土的渗透情况,确定第二遍点夯的时间。

(9)达到试验确定的间隔时间后,按上述步骤逐次完成第二次点夯。由于现场地基土渗水性较好,第一遍隔2周即可进行第二遍点夯。第二次点夯完成后,整平场地,压路机碾压,测量整平后的标高。

(10)满夯:第二遍夯点结束2周,采用低能量对已夯击场地进行全面积的夯击,满夯落锤高度根据锤重和夯击能确定,夯印彼此搭接部分不小于锤底加固面积的1/4。满夯完成后,将场地整平,压路机碾压密实,同时测量整平后的标高。

(11)满夯施工结束后,间隔1-2周,对每个试验段地基进行试验检测。

[1]梁志松,张伟,汤斌.强夯置换法加固软粘土地基应用[J].四川建筑科学研究2002(2):29-48.

[2]张凤文,周洪彬.强夯置换碎石桩复合地基承载力的试验研究[J].岩石力学与工程学报,2000(4):522-525.

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