強(qiáng)夯施工加固內(nèi)蒙地區(qū)風(fēng)積砂的應(yīng)用_第1頁
強(qiáng)夯施工加固內(nèi)蒙地區(qū)風(fēng)積砂的應(yīng)用_第2頁
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文檔簡介

1、強(qiáng)夯施工在內(nèi)蒙風(fēng)積砂地區(qū)的應(yīng)用1、簡介沙漠地區(qū)地基土一般具有以下特點(diǎn):顆粒細(xì)、孔隙比大,高壓縮、未完成自身固結(jié),物理力學(xué) 參數(shù)相差大且埋深不均,不經(jīng)處理難以滿足建筑承載力及變形要求。對沙漠地區(qū)地基處理常常采用的 方法有換填法、樁基法、水墜砂法、強(qiáng)化法。其中強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土 和粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等特殊土地基,具有加固效果顯著,經(jīng)濟(jì)易行,施工快捷等 眾多優(yōu)點(diǎn)。本文針對內(nèi)蒙地區(qū)風(fēng)積砂采用不同能級強(qiáng)夯法地基處理試驗(yàn)進(jìn)行分析對比,得出該地區(qū)強(qiáng) 夯法加固風(fēng)積砂的一些經(jīng)驗(yàn)。試驗(yàn)場地屬沙丘地貌,原始地形起伏較大,地表砂化,屬于典型的風(fēng)積沙地。場地主要由第四系 風(fēng)積粉

2、細(xì)砂和沖洪積成因的細(xì)砂和中砂組成。施工場區(qū)在施工前對沙丘地貌進(jìn)行整平,按照設(shè)計(jì)標(biāo)高整平后存在挖方區(qū)及填方區(qū),為提高場地 的均勻性和地基土的承載力,設(shè)計(jì)采用強(qiáng)夯法對場地進(jìn)行處理,提高地基土的承載力和壓縮模量。為 了確定施工中強(qiáng)化參數(shù),在現(xiàn)場選擇了具有代表性的區(qū)域進(jìn)行了不同能級的試夯試驗(yàn),夯后采用了相 關(guān)檢測手段進(jìn)行了檢測。2、工程地質(zhì)條件場地區(qū)域?qū)俸庸惹治g堆積地貌,原微地貌一般屬沖洪積的高臺地地形,東側(cè)局部地段為丘陵斜 坡地形。原地形起伏不平,地面高程1129.571141.60m,相對高差2.05.0m,局部丘陵斜坡處可 達(dá)710m,地面坡度一般5%8%,局部最大可達(dá)8%12%,地表均為風(fēng)積砂

3、覆蓋,沙丘形態(tài)多為新 月形及垅崗狀,少為平沙地。單元層一素填土:人工堆積,黃色、淺黃色,松散,局部車道處稍密,上部干燥,中下部稍 濕,物質(zhì)組成主要為風(fēng)積細(xì)砂,局部表部有少量的雜填土,物質(zhì)來源主要為附近山體剝離的巖土體構(gòu) 成,未經(jīng)專門壓實(shí)處理,堆積時(shí)間約半年左右。地層強(qiáng)度低,變形量高,工程特性不穩(wěn)定,中等凍脹 性。該層在場地大部分地段有分布,地層厚度為0.75.7m。該層經(jīng)勘察提供壓縮模量Es=1.0Mpa。單元層一細(xì)砂:風(fēng)積,黃色,土黃色,松散,局部下部稍密,稍濕,礦物成份為長石、石英 及云母。地層強(qiáng)度較低,變形量較高,中等凍脹性。該層在場地大部分地段有分布,地層厚度一般較 大,局部較小,厚度

4、為1.76.0m。該層經(jīng)勘察提供承載力特征值fak=100KPa,壓縮模量Es=3.0Mpa。單元層一細(xì)砂:坡積,灰黃色,土灰色,灰黑色,稍密,局部中下部中密,稍濕。該層僅在 場區(qū)東側(cè)丘陵斜坡地段有分布,范圍較小,大部地段未見發(fā)育,地層厚度一般較大,局部較小,單體 建筑場地變化較小,地層厚度為1.110.3m。該層經(jīng)勘察提供承載力特征值fak=160KPa,壓縮模量Es=6.5Mpa。單元層一粉砂細(xì)砂:沖洪積,土黃色,稍密,稍濕濕,礦物成份主要為長石、石英及云 母。地層強(qiáng)度中等,變形量中等,中等凍脹性。該層在場地均有分布,地層厚度一般較大,局部較小, 平均厚度5.0m。該層經(jīng)勘察提供承載力特征

5、值fak=165KPa,壓縮模量Es=7.0Mpa。單元層一細(xì)砂:沖洪積,黃色,淺黃色,中密密實(shí),上部稍濕,中下部很濕飽和,磨園 較好,級配較好。地層強(qiáng)度較高,變形量較低,中等凍脹性。該層在場區(qū)均有分布,地層厚度一般較 大,局部較小,單體建筑場地變化較小,地層最大厚度17.4m,最小厚度10.9m,平均厚度14.7m。 該層經(jīng)勘察提供承載力特征值fak=200KPa,壓縮模量Es=16Mpa。該層無需處理,可作為持力層使用。以上各層均未揭露地下水,強(qiáng)化施工可不考慮地下水影響。3、設(shè)計(jì)要求與施工參數(shù)3.1設(shè)計(jì)要求場區(qū)根據(jù)填土厚度不同,不同填土深度需要采用不同能級進(jìn)行處理。夯區(qū)面積為25mX25m

6、,滿 夯1遍,每點(diǎn)2擊,夯印搭接1/4。各試夯區(qū)設(shè)計(jì)參數(shù)及要求如表1所示。強(qiáng)夯試夯參數(shù)設(shè)計(jì)(表1)試驗(yàn)區(qū)能級主夯點(diǎn)間距/m設(shè)計(jì)有效加固 深度/m地基承載力特征值/kPa主夯能級收錘標(biāo)準(zhǔn)編號(kN.m)(最后2擊平均夯沉量)180008.0X8.010.5250W150mm260006.0X6.08.5250WIOOmm330005.5X5.56.0250W50mm420005.0X5.04.0250W50mm其中2、3、4夯區(qū)采用2遍點(diǎn)夯,1區(qū)采用2遍點(diǎn)夯加3000 kN.m加固夯進(jìn)行施工。4、現(xiàn)場強(qiáng)夯施工情況(1)8 000 kN - m (1區(qū))施工情況第一遍夯點(diǎn)情況:根據(jù)施工記錄第一遍夯

7、點(diǎn)一般在6-8擊左右即可達(dá)到設(shè)計(jì)停錘標(biāo)準(zhǔn)。第二遍夯點(diǎn)情況與第一遍夯點(diǎn)施工情況基本相同,夯擊 數(shù)為5-8擊。第三遍夯點(diǎn)情況與前兩遍夯點(diǎn)施工情況基本相同,夯擊數(shù)為8擊。一遍夯點(diǎn)最后2擊平均夯沉量為76mm,平均夯坑深度為1.8 m,二遍夯點(diǎn)最后2擊平均夯沉 量68mm,平均夯坑深度為1.1 m,三遍夯點(diǎn)最后2擊平均夯沉量為28mm,平均夯坑深度為0.8 m。(2)6 000 kN - m (2區(qū))施工情況 第一遍夯點(diǎn)情況:根據(jù)施工記錄第一遍夯點(diǎn)在6-8擊即可 達(dá)到設(shè)計(jì)停錘標(biāo)準(zhǔn),夯坑深度在1.7m以上,個(gè)別夯點(diǎn)夯擊至10擊,目的是觀察收錘標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)穩(wěn) 定性。第二遍夯點(diǎn)情況:根據(jù)施工記錄第二遍夯點(diǎn)5-

8、8即可達(dá)到設(shè)計(jì)停錘標(biāo)準(zhǔn)。一遍夯點(diǎn)最后2擊 平均夯沉量為61 mm,平均夯坑深度為1.6m,二遍夯點(diǎn)最后2擊平均夯沉量52 mm,平均夯坑深度 為 1.4 m。(3)3000 kN.m (3區(qū))施工情況第一遍夯點(diǎn)情況:根據(jù)施工記錄第一遍夯點(diǎn)在6-8擊即可達(dá) 到設(shè)計(jì)停錘標(biāo)準(zhǔn),個(gè)別夯點(diǎn)夯擊至10擊,目的是觀察收錘標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)穩(wěn)定性。第二遍夯點(diǎn)情況: 根據(jù)施工記錄第二遍夯點(diǎn)大部分在6-8擊即可達(dá)到設(shè)計(jì)停錘要求,個(gè)別夯點(diǎn)需要10擊達(dá)到設(shè)計(jì)停錘 標(biāo)準(zhǔn)。一遍夯點(diǎn)最后2擊平均夯沉量為38mm,平均夯坑深度為1.2 m,二遍夯點(diǎn)最后2擊平均夯沉 量為35 mm,平均夯坑深度為1.1m。(4)2000kN.m(4區(qū)

9、)施工情況第一遍夯點(diǎn)情況:根據(jù)施工記錄第一遍夯點(diǎn)大部分在8擊左 右可以達(dá)到設(shè)計(jì)停錘標(biāo)準(zhǔn),個(gè)別夯點(diǎn)需要10擊達(dá)到設(shè)計(jì)停錘標(biāo)準(zhǔn)。第二遍夯點(diǎn)情況:根據(jù)施工記 錄第二遍夯點(diǎn)大部分在8擊即可達(dá)到設(shè)計(jì)停錘標(biāo)準(zhǔn),個(gè)別夯點(diǎn)需要9擊達(dá)到設(shè)計(jì)停錘標(biāo)準(zhǔn)。一遍夯點(diǎn)最后2擊平均夯沉量為36 mm,平均夯坑深度為1.05 m,二遍夯點(diǎn)最后2擊平均夯沉量為33 mm,平均夯坑深度為0.8m。根據(jù)夯點(diǎn)夯沉量施工紀(jì)錄及夯前夯后標(biāo)高實(shí)測,對本場地各能級試夯區(qū)整體下沉量進(jìn)行估算, 見下表2所示。各試驗(yàn)區(qū)平均夯沉量統(tǒng)計(jì)值強(qiáng)夯能級/ (kN.m)整體下沉量/m備注20000.3 0.45校方區(qū)風(fēng)積沙深度04.0 m3 0000.4 0

10、.56填方35 m6 0000.48 0.66埴方68.5 m8 0000.52 0.68填方710.5 m注:本表建議值僅針對試驗(yàn)區(qū)所代表的地質(zhì)情況,地質(zhì)條件差異較大時(shí),謹(jǐn)供借鑒使用。4試夯效果檢測檢測內(nèi)容依據(jù)設(shè)計(jì)要求及建設(shè)方意見,本場地4個(gè)試夯區(qū)采用了淺層平板載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等手 段進(jìn)行了檢測。其中靜載試驗(yàn)主要是檢測淺層承載力特征值是否滿足設(shè)計(jì)要求,并盡量做到預(yù)估極 限值。標(biāo)準(zhǔn)貫入試探主要是檢測強(qiáng)夯有效加固深度及效果。根據(jù)靜載試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)綜合判斷 地基處理的加固效果?,F(xiàn)場6 000 kN.m試驗(yàn)區(qū),三個(gè)檢測點(diǎn)根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用標(biāo)貫試驗(yàn)和平板載荷試驗(yàn),在檢測過程 中,對夯區(qū)外均布3

11、個(gè)標(biāo)貫試驗(yàn)點(diǎn),夯區(qū)內(nèi)夯點(diǎn)及夯間布置檢測點(diǎn),通過夯前夯后標(biāo)貫擊數(shù)進(jìn)行對比。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比詳見下表3。巖土編號巖土名稱統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目標(biāo)貫擊數(shù)N (擊/30cm)初勘1區(qū)夯后2區(qū)夯后3區(qū)夯后4區(qū)夯后(表3)素填土最大值8.522192120最小值3.617171817平均值5.72118.119.218.4細(xì)砂最大值9.7312933最小值6.9252729平均值7.427.128.129.4細(xì)砂最大值6.52626最小值1.72422平均值2.624.824.2細(xì)砂最大值3740最小值2629平均值3131.6檢測結(jié)果4.3.1載荷板試驗(yàn)結(jié)果本場地地基承載力檢測采用0.5m2承壓板進(jìn)行載荷試驗(yàn),試

12、驗(yàn)原始資料經(jīng)檢查、整理后,繪制 荷載一沉降(p-s)曲線、沉降一時(shí)間(s -lgt)曲線,試驗(yàn)結(jié)果表明p-s曲線均為平緩光滑的曲線, 根據(jù)規(guī)范規(guī)定,地基土承載力特征值按相對變形量取值即取s (沉降量)=d(承壓板直徑)X0.015=12mm 所對應(yīng)的荷載,但其值不應(yīng)大于最大加載壓力的1/2。檢測過程中盡量做到承載力極限值,根據(jù)載荷試驗(yàn)結(jié)果分析,四個(gè)試夯區(qū)夯后12個(gè)載荷試驗(yàn)結(jié) 果匯總見表4,總體上可以看出經(jīng)過強(qiáng)夯處理后淺層地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。試夯區(qū)平板載4何試驗(yàn)成果表(表4)區(qū)號最大試驗(yàn)何載(kPa)最終沉降量(mm)承載力特征值fak(kPa)fak對應(yīng)沉降量(mm)備注150013.43

13、2505.79250013.182506.24350014.832506.90450011.862505.43本次強(qiáng)夯地基靜載試驗(yàn),最大加載量為設(shè)計(jì)承載力特征值的2倍,根據(jù)曲線特征,4個(gè)區(qū)域12個(gè) 靜載點(diǎn)在兩倍荷載作用下未達(dá)到極限,按規(guī)范有關(guān)規(guī)定,經(jīng)對強(qiáng)夯地基靜載試驗(yàn)資料的綜合分析,4 個(gè)試夯區(qū)地基承載力特征值均3250Kpa。結(jié)論通過上表中標(biāo)貫擊數(shù)對比分析得到以下結(jié)論:5.1強(qiáng)夯處理后的表層覆土 0-1.2m標(biāo)貫擊數(shù)普遍較低,平均擊數(shù)為18.7擊。主要原因分析為表層 砂層主要為細(xì)砂,無上覆土壓力,砂層中含水量小,松散,夯擊施工中砂層顆粒之間不能有效結(jié)合, 強(qiáng)度提高不明顯,表層砂土不易加固。因此表層覆土不宜作為持力層使用,強(qiáng)夯施工前應(yīng)留夠地面夯 沉量及表層覆土,待強(qiáng)夯結(jié)束后將該表層覆土清理。5.2通過對比發(fā)現(xiàn)8000kN.m能級強(qiáng)夯對、層土加固效果明顯,對層土僅有影響,加固 深度為10米

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