置換強(qiáng)夯在軟弱地基加固施工中的應(yīng)用
2015-06-09
1引言
強(qiáng)夯法又稱(chēng)動(dòng)力固結(jié)法，是在重錘夯實(shí)基礎(chǔ)上創(chuàng)造的一種動(dòng)力加固地基的方法。它使用吊升設(shè)備將很重的錘使其自由落下，產(chǎn)生巨大的沖擊能量作用于地基，給地基以沖擊和振動(dòng)，從而在一定范圍內(nèi)使地基的強(qiáng)度提高，壓縮性降低，改善地基的受力性能。經(jīng)過(guò)幾十年的應(yīng)用，證明該方法的適用性強(qiáng)，加固效果顯著。本文對(duì)強(qiáng)夯法在安康市濱江大道三期工程軟弱地基加固施工中的應(yīng)用進(jìn)行探討。
工程特點(diǎn)
安康市濱江大道三期建設(shè)工程位于漢江江北，施工范圍包括道路、提防、路基、營(yíng)業(yè)用房、給排水、涵洞等工程。因?yàn)槭┕^(qū)域緊靠漢江北側(cè)，大部分回填區(qū)域都處于水下，水坑中多為淤泥、淤質(zhì)軟土等。
3 置換強(qiáng)夯方案的確定原則
本工程施工區(qū)域內(nèi)大型采砂船開(kāi)采及洪水造成的流塑態(tài)淤質(zhì)軟土大量存在，深度介于1~3m，且均位于水位線以下，清理?yè)Q填難度大。如采用振沖法擠密，樁機(jī)就位需大量換填，且粗骨料（卵石）之間夾雜大量流塑態(tài)淤質(zhì)軟土，樁體無(wú)法成型，達(dá)不到擠密加固的效果，故采用擠密法加固的方案不可取。根據(jù)《堤防工程施工規(guī)范》SL260-985.3.2處理較厚層流塑態(tài)淤質(zhì)軟粘土堤基，除堤身自重?cái)D淤法外，目前尚無(wú)更有效、更經(jīng)濟(jì)的方法。而采用強(qiáng)夯法作為擠密方式具有利用堤身自重以及強(qiáng)夯夯擊能進(jìn)行擠淤的特點(diǎn)，它的施工速度較快、易保證施工質(zhì)量、造價(jià)經(jīng)濟(jì)，同時(shí)克服了堤身自重?cái)D淤法施工速度緩慢的缺點(diǎn)。根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》JTG F10-20064.2.3 填石路堤 ：Ⅰ、對(duì)于石灰?guī)r一般硬質(zhì)巖，在路堤填筑區(qū)，最大粒徑宜控制在350~500mm，不均勻系數(shù)宜控制在15~20范圍內(nèi)較好，同時(shí)粒徑大于200mm的填料含量應(yīng)控制在20%~40%，粒徑在20mm以下的填料含量應(yīng)控制在10%~15%范圍內(nèi)。對(duì)于砂巖在路堤填筑區(qū)，最大粒徑宜控制在300~400mm，不均勻系數(shù)宜控制在15~20范圍內(nèi)較好，同時(shí)粒徑大于200mm的填料含量應(yīng)控制在20%~30%，粒徑在20mm以下的填料含量應(yīng)控制在10%~20%范圍內(nèi)。通過(guò)檢測(cè)結(jié)果顯示，漢江河道中砂卵石符合填石路基對(duì)填料粒徑的要求。綜上所述，選擇漢江河道中級(jí)配砂卵石作為工程填筑材料，擠密方式采用強(qiáng)夯法。
對(duì)于本工程來(lái)說(shuō)，采用了漢江河道中的天然級(jí)配砂卵石作為填筑材料，直接填筑在水坑中的淤泥和淤泥質(zhì)砂上，在強(qiáng)夯的作用下會(huì)起到置換和加固的作用。天然級(jí)配砂卵石的粒徑和孔隙率都比較大，在強(qiáng)夯的作用下，會(huì)給基底的孔隙水形成排出的通道。在強(qiáng)夯施工過(guò)程中，下部淤泥的空隙水壓力就可以得到消散，因此夯擊能不會(huì)被孔隙水壓力所吸收，從而使強(qiáng)夯效果達(dá)到預(yù)期的效果。而且在強(qiáng)夯的過(guò)程中，天然級(jí)配的砂卵石還起到了置換的作用，水坑底部的淤泥會(huì)在強(qiáng)夯作用下部分?jǐn)D出填筑范圍，部分進(jìn)入級(jí)配砂卵石的空隙之間，使淤泥在強(qiáng)夯作用下和砂卵石混合，達(dá)到固結(jié)的效果，從而保證路基填筑質(zhì)量。
4 試驗(yàn)區(qū)域和強(qiáng)夯參數(shù)的確定
強(qiáng)夯施工參數(shù)包括夯擊能、夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)、夯擊遍數(shù)、夯點(diǎn)間距、夯點(diǎn)布置、加固范圍和間歇時(shí)間，他們可以通過(guò)試夯確定。
本工程制定的試驗(yàn)區(qū)處理參數(shù)以及試驗(yàn)區(qū)檢驗(yàn)初步結(jié)果如下：
?。?）試驗(yàn)區(qū)處理參數(shù)及目的：試夯區(qū)共分3個(gè)區(qū)；夯擊能量：1800KN.m;夯間距：4.0m正方形排列；處理厚度：6～7m；強(qiáng)夯擊數(shù)：1區(qū)、6擊，2區(qū)、8擊，3區(qū)、10擊。本次試驗(yàn)采用超重型重力觸探（N120） 進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)量：1區(qū)、3點(diǎn)，2區(qū)、3點(diǎn)，3區(qū)、3點(diǎn)。試驗(yàn)的目的：夯后碎石的地基承載力特征值及密實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求。
?。?）試驗(yàn)區(qū)檢驗(yàn)初步結(jié)果
Ⅰ承載力特征值
依據(jù)有關(guān)規(guī)范可采用下表取值：
1區(qū)：N120錘擊數(shù)4～31擊，平均9.5擊，承載力特征值可取300 kPa。
2區(qū)：N120錘擊數(shù)5～40擊，平均11.8擊，承載力特征值可取400 kPa。
3區(qū)：N120錘擊數(shù)5～44擊，平均10.8擊，承載力特征值可取400 kPa。
?、?nbsp;密實(shí)度
密實(shí)度可采用下表得碎石土的密實(shí)度：
碎石土的密實(shí)度
1區(qū)：N120錘擊數(shù)4～31擊，稍密～極密。
2區(qū)：N120錘擊數(shù)5～40擊，稍密～極密。
3區(qū)：N120錘擊數(shù)5～44擊，稍密～極密。
通過(guò)試夯，確定強(qiáng)夯施工參數(shù)如下：（1）夯擊能：點(diǎn)夯夯擊能為1800KN·m，平夯為1000KN·m。（2）夯點(diǎn)間距：夯點(diǎn)間距采用4m×4m矩形布置。（3）夯擊遍數(shù)：點(diǎn)夯采用1800kN· m跳打夯擊，夯擊遍數(shù)為8-10擊；平夯采用1000kN· m夯擊，夯擊遍數(shù)為3擊。
5強(qiáng)夯檢測(cè)結(jié)果分析
強(qiáng)夯施工完成之后，經(jīng)陜西省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心對(duì)強(qiáng)夯回填的砂卵石進(jìn)行N120動(dòng)力觸探檢測(cè)，地基動(dòng)探擊數(shù)為4～59擊，呈稍密～極密實(shí)狀態(tài)，達(dá)到工程質(zhì)量要求。
6 結(jié)語(yǔ)
強(qiáng)夯法是目前基礎(chǔ)處理中一種行之有效的施工方法，強(qiáng)夯法適用的條件以及如何合理地確定有關(guān)參數(shù)就顯得十分重要。本文通過(guò)理論和實(shí)踐相結(jié)合，驗(yàn)證了置換強(qiáng)夯在軟弱地基加固工程中的應(yīng)用，總結(jié)了施工過(guò)程中采用置換強(qiáng)夯加固軟弱地基、處理基底淤泥及淤質(zhì)軟土的施工方法。
