強夯法處理液化地基的技術(shù)方案以及施工過程中的質(zhì)量控制與管理

1、強夯法處理液化地基的技術(shù)方案以及施工過程中的質(zhì)量控制與管理江蘇北部(如徐州、宿遷等)地區(qū)廣泛分布廢黃河泛濫沉積物,一般以亞砂土、亞粘土細砂為主，埋層淺，地下水位高，天然地基 承載力低，在地震作用下易產(chǎn)生液化現(xiàn)象。地基液化是引起構(gòu)筑物 破 壞的主要形式，同時該地區(qū)又受到我省主要的地震危險帶一部廬地震帶的影響，因此在該地區(qū)國道主干線京福、徐宿、連徐、寧宿徐、 沂 淮等高速公路建設(shè)中不可避免的遇到大面積液化地基處理問題。根據(jù)公路工程抗震設(shè)計規(guī)范(JTJ004 89),對高速公路必須 進行液化地基處理，這是減輕地震災(zāi)害的根本性措施。因此，如何控制和管理好處理液化地基的施工，做到既經(jīng)濟有效又安全可靠,對

2、保 證高速公路建成后的正常運營、減輕地震災(zāi)害具有重大現(xiàn)實意義。1、液化地基的國內(nèi)外研究概況 地基液化分析與處理一直是土動力學(xué) 的主要研究課題之一。液化一詞最早見于1920年Hazen. A的動力沖填壩，用來說明卡拉弗拉斯沖填壩的毀壞。1936r a n d e先給出了砂土液化的判別方法臨界孔隙比法。上世紀5 0年代,各國學(xué)者對砂土液化進行了廣泛研究，主要包括：砂土液化的機理,砂土液化的預(yù)估方法，砂土液化的地基處理等。所謂液化是指由于孔隙水壓增加及有效應(yīng)力降低而引起粒狀材料(砂土、粉土甚至包括礫石)由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)的過程。影響液化的因素有：顆粒級配，包括粘粒、粉粒含量，平均粒徑d 5 0； 透水

3、性能；相對密度；結(jié)構(gòu)；飽和度；動荷載，包括振幅、 持時等。我國工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計規(guī)范(T J 1 1 7 8 )根 據(jù)1971年以前8次大地震的數(shù)據(jù)，參考美國 日本的有關(guān)研究 成果給出了以臨界標準貫入擊數(shù)為指標的砂土液化判別公式。現(xiàn)行規(guī) 范建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GBJ 1 18 9)通過對海城、唐山地震的系統(tǒng)研究，結(jié)合國外大量資料，對原規(guī)范進行了修改，采用了 兩步評判原則，并對臨界標貫擊數(shù)公式進行了修改，使之更符合實 際。在 國標巖土工程勘察規(guī)范(GB5 0 02194)中， 對此又進行了補充，給出了液化比貫入阻力臨界值和液化剪切波速臨 界值公式，用來進行液化判別。在公路工程中，基本上沿用上述

4、兩步 評判原貝IJ,采用了臨界標貫擊數(shù)判別方法，并根據(jù)公路工程中的研究 成果，給出了臨界標貫擊數(shù)的計算公式。這些規(guī)范在我國工程界得 到了廣泛應(yīng)用。2、高等級公路可液化地基處理方案的確定液化地基處理恰當與否，關(guān)系到整個工程的質(zhì)量、投資和進度。因此其重要性已越來越多地被人們所認識。對于高速公路這樣大面積處理可液化土而言,強夯法和干振碎石樁法是首選的處理手段。當全 液化地基路段較長，需處理面積大，公路沿線外緣較近范圍內(nèi)無村莊，無重要構(gòu)造物時，強夯法是比較理想的地基處理方法。強夯法處理地基是2 0世紀6 0年代末Me n a r d技術(shù)公司先創(chuàng)立的，該方法將8 0 4 0 0k N重錘從落距64 0

5、m處自由落下，給地基以沖擊和振動，從而提高地基土的強度并降低其壓 縮 性。強夯法常用來加固碎石、砂土、粘性土、雜填土、濕陷性黃土 等 各類地基土。由于其具有設(shè)備簡單、施工速度快、適用范圍廣、節(jié) 約 三材、經(jīng)濟可行、效果顯著等優(yōu)點，經(jīng)過2 0多年來的應(yīng)用與發(fā)展，強夯法處理地基受到各國工程界的重視，并得以迅速推廣，取 得了較大的經(jīng)濟效益和社會效益。由于強夯處理的對象（即地基土）非常復(fù)雜，一般認為不可能建立對各類地基土均適合的具有普遍意義的理論，但對地基處理中經(jīng) 常遇到的幾種類型土，還是有規(guī)律可循的。實踐證明，用強夯法加 地基，一定要根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件和工程使用要求，正確選用強夯參數(shù)，一般通過試驗來

6、確定以下強夯參數(shù)：（1）有效加固深度：有效加固深度既是選擇地基處理方法的重要依據(jù)，又反映了處理效果。（2）單擊夯擊能：單擊夯擊能等于錘重X落距。（3）最佳夯擊能：從理論上講，在最佳夯擊能作用下，地基土中出現(xiàn)的孔隙水壓力達到土的自重壓力，這樣的夯擊能稱最佳夯擊能。因此可根據(jù)孔隙水壓力的疊加值來確定最佳夯擊能。在砂性土 中，孔隙水壓力增長及消散過程僅為幾分鐘，因此孔隙水壓力不能隨夯擊能增加而疊加，可根據(jù)最大孔隙水壓力增量與夯擊次數(shù)關(guān)系來 確定最佳夯擊能夯點的夯擊次數(shù)，可按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)和夯沉量關(guān)系 曲線確定，應(yīng)同時滿足下列條件：夯坑周圍地面不應(yīng)發(fā)生過大隆 起；不因夯坑過深而發(fā)生起錘困難；每

7、擊夯沉量不能過小，過 小無加固作用。夯擊次數(shù)也可參照夯坑周圍土體隆起的情況予以確 定，就是當夯坑的豎向壓縮量最大，而周圍土體的隆起最小時的夯 擊數(shù)。對于飽和細粒土，擊數(shù)可根據(jù)孔隙水壓力的增長和消散來決 定，當被加固的土層將發(fā)生液化時的擊數(shù)即為該遍擊數(shù)，以后各遍 擊數(shù)也可按此確定。（4）夯擊遍數(shù)：夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)確定，地基土滲 透系數(shù)低，含水量高，需分34遍夯擊，反之可分兩遍夯擊，最后 再以低能量搭夯”一遍，其目的是將松動的表層土夯實。（5）間歇時間：所謂間歇時間，是指相鄰夯擊兩遍之間的時間間隔。Me n a r d指出，一旦孔隙水壓力消散，即可進行新的夯擊作業(yè)。（6）夯點布置和夯點間

8、距：為了使夯后地基比較均勻，對于較大面積的強夯處理,夯擊點一般可按等邊三角形或正方形布置夯擊點，這樣布置比較規(guī)整，也便于強夯施工。由于基礎(chǔ)的應(yīng)力擴散作用，強夯處理范圍應(yīng)大于基礎(chǔ)范圍，其具體放大范圍，可根據(jù)構(gòu)筑物類型和重要性等因素考慮確定。夯點間距可根據(jù)所要求加固的地基土性質(zhì)和要求處理深度而定。當土質(zhì)差、軟土層厚時應(yīng)適當增大夯點間距，當軟土層較 薄而又 有砂類土夾層或土夾石填土等時，可適當減少夯距。夯距太小，相鄰夯點的加效應(yīng)將在淺處疊加而形成硬層，影響夯擊能向深部傳遞。3、強夯法處理液化地基的質(zhì)量控制與管理1.1 1施工單位選擇對參與施工的強夯施工單位，各施工標段中標單位要先審查其施工資質(zhì)、信譽

9、和業(yè)績，并附有前業(yè)主對該單位的書面評價報告；任 何單位不得將強夯分包給個人施工。各中標單位將經(jīng)初步篩選合格的施工隊伍形成書面推薦報告經(jīng)駐地監(jiān)理審核后,上報主管部門，經(jīng) 批準后方可進場。進場后不得再分包或轉(zhuǎn)包，否 則，駐地監(jiān)理工程師 將責令分包單位立即退場，損失自負。1.2 施工準備 編寫施工組織設(shè)計，經(jīng)駐地監(jiān)理組審查，監(jiān)理組提 出書面審查 意見，報總監(jiān)代表審批同意方可施工。1.3 施工管理（1 ）施工單位要按設(shè)計圖要求編制夯點編號圖， 編號圖要清晰 規(guī)范 科學(xué)。（2）施工單位必須制定嚴格的安全管理措施，現(xiàn)場操作人員必 須戴安全帽，并對施工機械定期作安全檢查。在強夯區(qū)四周要設(shè)置 醒目的危險警告標

10、志和安全管理措施，不允許行人和非施工車輛進 入強夯區(qū)，以確保操作員、過往行人和車輛的安全。（3）施工單位要對強夯機械進行編號，每臺強夯機械必須持有監(jiān)理組發(fā)放的施工許可證方可進行強夯施工。（4）施工單位除在強夯機械上掛施工許可證外，還必須掛 有機械操作主要人員和施工技術(shù)參數(shù)兩塊醒目的牌子，進行 機械操作的主要人員必須掛牌上崗。（5）施工單位要制定施工要點供現(xiàn)場人員執(zhí)行。（6）鋪設(shè)墊層前要對原地面進行清表并整平，且要按每2 0米 一個斷面，每個斷面5個規(guī)定測點，測量清表后標高。（7）用水準儀測量墊層鋪設(shè)前、后的對應(yīng)測點標高，初步確定墊層厚度，每2 0米一個斷面，每個斷面5個規(guī)定測點，再按每斷面挖1

11、處探坑,進一步確定墊層厚度（控坑必須在測點位置上）（8）墊層寬度按每2 0米一處用鋼尺丈量。（9 ）按設(shè)計要求進行夯點布置，夯點定位布置用鋼尺按1 0 。%的頻率丈量。注：（1 ）標準貫入試驗，按需3點/ 5 0 0 0M2且不少于3 點進行。孔位隨機布置。特殊地段適當加密。（2）瑞利波法（SSW）按1點/40M,在中心線兩側(cè)各15 M處交叉布點。（10）夯錘必須過磅稱重。夯擊能在強夯施工前必須檢測,并 滿足設(shè)計要求。每夯擊1 0 0次，用鋼尺量一次夯錘落距。（11）施工單位必須及時排出夯坑內(nèi)積水。（1 2）主、副、滿夯的間隙時間要根據(jù)現(xiàn)場情況作必要的調(diào)整，但間隙時間必須滿足7 2小時。需要調(diào)整間隙時間由現(xiàn)場監(jiān)理 工程師確定。（13）遇到不需拆遷的高壓電線時，施工單位必須安排集中 施工的方案，市高指向供電部門申請臨時停電。（1 4）施工人員要認真做好強夯施工記錄，記錄要求清楚、實。（15）施工人員必須注意觀察已處理路段，發(fā)現(xiàn)異常情況及 時報告駐地監(jiān)理組和有關(guān)部門。（16）在強夯區(qū)內(nèi)的構(gòu)造物必須在強夯完成后，才能進行構(gòu)造 物的下部施工。4、用強夯法處理砂土