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强夯法在滨海地区市政道路中的应用
作者:佚名 来源:建设工程教育网 点击量: 发布时间:2015-1-18 20:29:19

  强夯法是60年代末、70年代初首先在法国发展起来的,国外称之为动力固结法,以别于静力固结法。它一般是通过8~30t的垂锤采用8~20m的落距(最高可达40m),对加固地基土,达到提高强度、降低压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的湿陷性的目的。

  1、强夯法加固机理

  对强夯法加固地基的机理认识,首先应分宏观和微观机理。宏观机理从加固区土所受冲击力、应力波的传播、土的强度对土加密的影响作出解释;微观机理,则对冲击力作用下土的微观结构的变化,如土颗粒的重新排列、连接作出解释。宏观机理是外部表现,微观机理是内部依据。其次,应对饱和土和非饱和土加以区别。

  2、强夯参数的确定

  2.1有效加固深度有效加固深度既是选择地基处理方法的重要依据,又反映了处理效果。有效加固深度公式为:

  式中:H——有效加固深度,m;

  M——夯锤重,kN;

  h——落距,m.

  国内经验公式:H=h+2D

  H——有效加固深度,m;

  h——落距,m;

  D——夯锤直径,m.

  2.2单击夯击能单击夯击能等于锤重×落距。

  一般根据需加固土层的厚度,由修正的梅纳公式确定所需的单击夯击能,然后选用吊机,再选择锤重和落距。

  式中:H——有效加固深度,m;

  M——夯锤重,kN;

  h——落距,m;

  α——修正系数,值为0.5~1.0.

  2.3最佳夯击能

  从理论上讲,在最佳夯击能作用下,地基土中出现的孔隙水压力达到土的自重压力,这样的夯击能称最佳夯击能。在黏性土中,由于孔隙水压力消散较慢,当夯击能逐渐增大时,孔隙水压力相应叠加,因此可根据孔隙水压力增加值来确定最佳夯击能。在砂性土中,孔隙水压力增长及消散过程仅为几分钟,因此孔隙水压力不能随夯击能增加而叠加,可根据最大孔隙水压力增量与夯击次数的关系来确定最佳夯击能。

  2.4夯击遍数

  夯击遍数应根据地基土的性质确定。地基土渗透系数低,含水量高,需分3~4遍夯击,反之可分两遍夯击。最后再以低能量“搭夯”一遍,其目的是将松动的表层土夯实。

  2.5间歇时间

  所谓间歇时间,是指相邻夯击两遍之间的时间间隔。Menard指出,一旦孔隙水压力消散,即可以进行新的夯击作业。根据土质情况,Menard建议间歇时间为1~6周。通过试验发现,对于软粘土,孔隙水压力的峰值出现在夯完后的瞬间,当两遍的总夯击能越大,则孔隙水压力消散时间越长,因此,其间歇时间不能少于4周。我国《港口工程技术规范》提出,对透水性差的土,两遍之间的间歇时间为1~4周。对于砂性土,孔隙水压力的峰值出现在夯完后的瞬间,消散只有3~4分钟。因此,对于渗透性大的砂性土,其间歇时间很短,即可以连续夯击。

  2.6夯点布置和夯点间距

  为了使夯后地基比较均匀,对于较大面积的强夯处理,夯击点一般可按等边三角形或正方形布置夯击点。这样布置比较规整,也便于强夯施工。由于基础的扩散作用,强夯处理范围应大于基础范围,其具体放大范围,可根据构筑物类型的重要性因素考虑确定。

  夯点间距可根据所要求加固的地基土的性质和要求处理的深度而定。当土质差、软土层厚时,应适当增大夯点间距。当软土层较薄时而又有砂类土夹层或土夹石填土等时,可适当减小夯距。夯距太小,相邻夯点的加固效应在浅处叠加而形成硬层,影响夯击能向深部传递。当地基土为黏性土时,一般在夯坑周围会产生辐射向裂隙,这些裂隙是动力固结的主要因素。当夯间距太小时,会使已产生的裂隙又重新闭合。夯距通常为5~9m,同时下一遍夯点往往布置在上一遍夯点的中间,彼此重叠搭接进行夯击,以确保地表土的均匀性和较高的密实度。

  3、工程实例

  随着滨海地区城市建设的发展,很多临海的工业园区相继创立,这些大型工程都面临着高填方路基加固问题。由于回填土石方数量巨大,回填料来源较多,如开山土、建筑弃土等,成份复杂,级配极不均匀,甚至含有大直径块石,加之受潮水水位影响,工期紧迫,采用常规的处理方法如分层碾压密实,既不经济,也难以满足工期要求,甚至难以实现。因此,寻求一种经济合理、施工方便、效果显著的高填方路基加固方法,对工程建设具有重大的实

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