強夯法在濕陷性黃土地基處理中的應用

強夯法在濕陷性黃土地基處理中的應用

1黃土狀亞粘土+黃土狀亞粘土丹東至拉薩公路的主要樹干線為老爺廟段（也稱為丹拉公路的入口段）。該段黃土、黃土和粘土分布廣泛，范圍小，分布不連續(xù)。厚度為2m10m，具有垂直節(jié)理和大空隙的特點。濕等級為i級，其中k73、700、k74、800為最大節(jié)省水土流失。2孔隙結構及水土流失濕陷性黃土除了具有黃土的一般特性如黃色或黃褐色,粒度成分以粉土顆粒為主(約占50%以上),孔隙肉眼看得見等外,還呈松散多孔結構狀態(tài),孔隙比常在1.0以上,且天然剖面具有垂直節(jié)理,含水溶性鹽(碳酸鹽、硫酸鹽類)較多。其垂直大孔性、松散多孔結構和遇水即降低或消失的土顆粒間的加固凝聚力是發(fā)生濕陷的兩個內部因素,而壓力及水是外部條件。對濕陷性黃土地基進行處理的目的是改善土的性質,減少土的滲水性、壓縮性,控制其濕陷的發(fā)生,部分或全部消除它的濕陷性。為了減少路基和結構物不均勻沉降而造成橋頭跳車現(xiàn)象,需對小結構物臺背20m范圍內做強夯處理。3沖擊能作用作用強夯法(又稱動力固結法)是以100kN～400kN的重錘從3m～40m的高空自由落下沖擊土基,使基土在巨大的沖擊能作用下,產生很大的動應力和沖擊波,壓縮孔隙,使土體局部液化,在夯點周圍一定深度(10m～40m)產生很大的裂隙,形成良好的排水(氣)通道,使土中孔隙水(氣)順利逸出,土體隨之固結,從而在有效影響深度范圍內提高土基強度,降低土的壓縮性,改善砂土抵抗振動液化的能力,消除黃土的濕陷性以及提高土層的均勻程度。4強制安裝4.1施工參數(shù)點夯夯擊能為2000kN·m,滿夯夯擊能為1000kN·m,錘重為15t,點夯落距為12m,滿夯落距為6m。4.2見圖14.3圓錘設置的作用夯機選用型號為50t的履帶吊車和重15t底面直徑為ue7882.2m的平底夯錘(選用圓行有氣孔的夯錘,夯錘中設置4個上下貫通氣孔,孔徑為ue7880.25m,它可減少起吊夯錘的吸力,又可減少夯錘著地瞬間氣墊上拉力所造成的能量損失)及相應的土脫鉤器。施工時為了防止重臂在較大仰角下突然失重而有可能發(fā)生后傾,在履帶吊車的臂桿端部設置了輔助門架。4.4橋臺一步基礎進入臺后20m在無碎石樁處理的結構時,第一排從橋臺基礎中線開始至臺后20m;當有碎石樁處理時,第一排從橋臺一步基礎裙邊外2m開始至臺后20m。最外一排夯點應布置在坡角線以外3m處。4.5第一遍點寬基坑4.5.1清理整平場地,回填坑槽,并碾壓平整,確保施工機械在工作面內能夠正常移動。4.5.2測量放線,用石灰線標出強夯的范圍及夯點,夯點從路基中線向兩邊布設(見圖1)。4.5.3夯機就位,夯機定位允許偏差為±5cm。4.5.4夯擊時先進行第一遍點夯,其按順序逐排完成,第一排完成后再進行第二排、第三排,依次類推。每夯點夯擊達到規(guī)范要求后(最后兩擊的下沉量小于5cm),再移至下一夯點。4.5.5夯錘起吊到距地面12m的高度,待夯錘脫鉤自由下落后,放下吊鉤。4.5.6夯擊時,夯擊點中心位移偏差應小于0.15m;當夯坑傾角大于30°時,應將夯坑底填平后再進行夯擊。4.5.7第一遍夯擊完成后,回填天然砂礫,并整平場地。4.5.8重新放線定出第二遍夯點位置,準備第二遍點夯,其在第一遍夯點4.5m見方的中心位置處布設夯點(見圖1)。4.5.9第二遍點夯施工方法同第一遍點夯。4.5.10第二遍夯擊完成后,用天然砂礫回填夯坑,并整平場地,準備滿夯場地。4.5.11當點夯完成后,繼續(xù)用15t的夯錘,但把落距降到6m高度進行滿夯,滿夯時夯錘印與夯錘印重疊1/2夯錘,每夯點夯擊2次。5沉降量的確定5.1點夯過程中,用水準儀測出每夯擊的沉降量,并做好施工原始記錄,在每夯點,要求最后兩擊沉降量小于5cm。5.2點夯過程中,檢測夯坑周圍地面隆起情況。6起落架量大一些大土質液限高在夯擊K27+025.5通道的臺背過程中,點夯時夯坑有明顯隆起現(xiàn)象,并且在土質液限指數(shù)大的地方特別明顯。第一遍夯擊過程,隆起量分別為9cm、3cm、2cm,其他不明顯;第二遍夯擊過程中,隆起量分別為6cm、10cm、8cm,比第一遍強夯明顯。7擊以上的沉降量在夯擊K27+025.5通道的臺背過程中,出現(xiàn)了三個點,其夯擊了14擊以上的沉降量見表1。出現(xiàn)上述情況后,回填砂礫后再原點原位點夯強夯,其三夯點重新原位強擊的沉降量見表2。8k7.25通道，背壓前后的質量測試8.1結構土土石土表3中(編號從1～4):亞粘土:褐色,硬塑,土質不均勻,含砂質,夾少量植物根須,下部夾亞砂土。圓礫土:雜色,中密,稍濕,礫石含量為50%～70%,粒徑為0.1cm～0.5cm,粗砂充填,含亞砂土。亞砂土:土黃色,硬塑,土質不均勻,含砂質,含砂石,夾亞粘土層。角礫土:雜色,密實,稍濕,礫石含量為50%以上,粒徑為1cm～5cm,成分主要是火山石、石英,粗砂填充。8.2鑒定地層及素質表4中(編號從1～4):素填土:中密,主要為角礫土,是人工回填路基,一般粒徑為1cm～2cm,最大粒徑為3cm～6cm,實測重型觸探擊數(shù)在13～14擊,均勻性較好。粉土:褐色,稍濕,中密,干強度底,韌性好,搖振反應中等,偶見角礫、白色絮狀物,實測標貫擊數(shù)在19～24擊,均勻性較好。角礫土:中密,一般粒徑為1cm～2cm,含量為30%,最大粒徑為3cm～6cm,含量為20%,次棱角狀,母巖成分為安山巖、凝灰?guī)r等,粗砂充填,實測重型觸探擊數(shù)在13～18擊,均勻性較好。粉土:褐黃色,稍濕,稍密,干強度低,韌性好,搖振反應中等,白色絮狀物發(fā)育,實測標貫擊數(shù)在8～10擊,均勻性較好。8.3強寬帶固結砂樁,在K27+025.5通道臺背強夯過程中,第一遍夯點平均沉降量為170cm,錘底面積為3.799m2,夯點共100個,合計回填砂礫645.83m3。在強夯過程中,第二遍夯點平均沉降量為100cm,錘底面積為3.799m2,夯點共90個,合計回填砂礫341.9m3。檢測結果表明,用強夯對軟基處理后,消除了地基土的液化,地基承載力顯著提高,且加固效果明顯,沉降明顯,降低了后期的沉降量,部分地消除了后期跳車現(xiàn)象。9強寬基施工的局限性在丹拉高速公路張家口段上,設計要求在所有小結構物臺背20m范圍內都進行強夯處理。在委托中冶地勘察基礎工程有限公司五一六分公司進行的兩個結構物(K27+025.5通道及K30+655.5涵洞)的強夯試驗檢測表明,強夯處理以后,地基承載力得到了很大提高,土質均勻性明顯增加,且工藝簡單、施工快、費用低。但是,強夯施工有較大的局限性:強夯施工只處理