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摘 要 强夯法作为一种地基处理方法,通常在处理碎石土、杂填土、粘土中得到广泛的应用,此次以辽宁阜新至朝阳高速公路的K301+500~K301+800为试验路段,采取600 kn·m-1 200 kn·m的夯击能,以6、8、10击的单点夯击次数进行强夯地基处理试验,确
定不同夯击参数下强夯法对黄土地基的加固效果,为辽宁阜新至朝阳高速公路的设计施工提供借鉴。
关键词 强夯法;地基;试验
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0115-01
1 工程地质条件
1.1 施工前探井试验结果
试验前揭露的该路段地层如下。
1)黄土状粉质粘土(Qdl+pl3):褐黄色、灰黄色,稍湿,硬塑,土质均匀,可见针状孔隙及白色钙质条纹。该层厚度为10.4 m~10.7 m。
2)圆砾混土(Qdl+pl3):灰色,稍湿,中密状态,一般粒径
5 mm~10 mm,最大粒径5 cm~8 cm,摩圆中等,分选差,混粉土或沙土约10%~15%。呈透镜体状,分布不均。一般厚度0.4 m~1.7 m。
3)砂岩(J3t):紫红色,泥质胶结,碎屑结构,层状构造,全风化状态,呈硬土状。
2 设计要求
施工前对地基土进行了一系列的湿陷性试验,经统计分析可知该段地基土中湿陷性黄土厚度4.5 m~6.8 m,湿陷系数δs=0.032,湿陷起始压力Psh=97.8 kPa,湿陷量△s=205.5 mm,湿陷程度轻微,湿陷等级Ⅰ级。
1)根据公路设计的需要和场地工程地质条件,强夯法主要处理厚度为2 m~8 m的湿陷性黄土,根据工程的实际情况,划分为黄土厚度2 m~5 m和5 m~8 m两种情况。经综合分析,确定分别采用600、800、1 000、1 200 kN·m夯击能量进行处理地基试验,要求确定采用600、800、1 000、1 200 kN·m夯击能量强夯处理的有效深度和满足有效处理深度条件下的最小单点夯击次数。
2)通过强夯法处理要求能消除地基土的湿陷性。
3 试验方法
该路段强夯处理主要设计参数为:
1)单击夯击能:600、800、1 000、1 200 kN·m。
2)夯击次数:满足最后两击平均沉降量不大于50 mm;土体隆起高度不超过10 cm;不因夯坑过深而发生起锤困难。
3)首先进行点夯两遍,夯点位置按正方形布置,夯点间距4 m×4 m。单击夯击能按设计要求,第一遍夯点间距8 m,第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。点夯的夯击次数按设计的要求不同为6、8、10击控制,两遍夯击时间间隔为24小时。
点夯结束1周后,再以低能量进行满夯两遍,锤印搭接。强夯施工结束,静止两周后对地基加固质量进行检验。
4 地基处理效果分析
地基处理前后分别进行了标准贯入、动力触探、静力触探、旁压试验、静荷载试验等原位测试工作,每种测试方法都按照相应的测试技术和规范进行。
1)在强夯处理前后对试验场地均进行了2个孔深均为8.0 m的孔标准贯入试验。地基处理后6.0 m处地基处理后标准贯入击数为未处理时的1.1倍,6.0 m以下强度变化不大,强度最大点在约1.0 m处,该处地基处理后标准贯入击数约为处理前的3.33倍。
2)在强夯处理前后对试验场地进行了4个孔深均为8.0 m的静力触探(双桥)试验。地基处理后6.0 m以下地基强度变化不明显,1.0 m~6.0 m处qc平均增长1.25倍,fs平均增长2.16倍;约1.0 m处地基强度最大,qc为处理前的2.66倍,fs为处理前的5.38倍。
3)在强夯处理前后对试验场地进行了4个孔深均为10.0 m的点的重型动力触探试验。地基处理后6.0 m以下地基强度变化不明显,1.0 m~6.0 m处上动力触探击数平均增长3.2倍,约1.0 m处动力触探的击数约为处理前的4倍,此处地表强度变化最大。
4)在强夯处理前后对试验场地进行了3个孔深均为9 m旁压试验。地表约1.0 m处经强夯处理后在离处理后强度变化最大,处理后的旁压试验临塑荷载约为处理前的4倍;5.5 m以下地基强度变化不明显;5.5 m以上地基处理后旁压试验临塑荷载数平均增长3.2倍。
5 结论
通过上述几项实验,我们不难得出以下几个结论。
1)加固湿陷性黄土地基采用强夯法是可行的。
2)通过标准贯入试验、旁压试验、动力触探以及静力触探等测试手段表明,地基的有效加固深度约为6.0 m,地基处理后,离地表约1.0 m处地基强度最大。根据其加固效果的不同,可以将其分为三个不同的效果带:6.0 m~8.5 m为影响带;5.0 m~6.0 m为加密带;0.0 m~5.0 m为强加密带。
3)根据静载试验可知:地基承载力经加固后得到了明显提高,提高幅度为70%~80%,浅层地基变形≥15 MPa;承载力fk≥220,达到设计要求。
4)与其他地基处理方法比较(例如:桩基、换填),强夯法处理湿陷性黄土可取得显著的经济效益,大幅减少整个工程造价。
参考文献
[1]宋宁.强夯在盐渍土地区的应用[J].山西建筑,2007,28.
[2]郭春平.强夯法处理湿陷性黄土工程实践[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2011,06.
[3]安鹏,张爱军,郭敏霞.强夯消除黄土湿陷性的有效加固深度研究[J].人民长江,2011,05.
[4]王施.预浸水法、强夯法在地基处理中的应用[J].科技传播,2010,16.
[5]刘海波,刘玉丽.强夯法在处理湿陷性黄土中的研究[J].华北科技学院学报,2007,01.
[6]吕秀杰,龚晓南,李建国.强夯法施工参数的分析研究[J].岩土力学.2006,09.
作者简介
李凤国(1967—),男,辽宁清原人,2007年毕业于中国地质大学(武汉)土木工程专业,现从事岩土工程勘查与施工。
定不同夯击参数下强夯法对黄土地基的加固效果,为辽宁阜新至朝阳高速公路的设计施工提供借鉴。
关键词 强夯法;地基;试验
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0115-01
1 工程地质条件
1.1 施工前探井试验结果
试验前揭露的该路段地层如下。
1)黄土状粉质粘土(Qdl+pl3):褐黄色、灰黄色,稍湿,硬塑,土质均匀,可见针状孔隙及白色钙质条纹。该层厚度为10.4 m~10.7 m。
2)圆砾混土(Qdl+pl3):灰色,稍湿,中密状态,一般粒径
5 mm~10 mm,最大粒径5 cm~8 cm,摩圆中等,分选差,混粉土或沙土约10%~15%。呈透镜体状,分布不均。一般厚度0.4 m~1.7 m。
3)砂岩(J3t):紫红色,泥质胶结,碎屑结构,层状构造,全风化状态,呈硬土状。
2 设计要求
施工前对地基土进行了一系列的湿陷性试验,经统计分析可知该段地基土中湿陷性黄土厚度4.5 m~6.8 m,湿陷系数δs=0.032,湿陷起始压力Psh=97.8 kPa,湿陷量△s=205.5 mm,湿陷程度轻微,湿陷等级Ⅰ级。
1)根据公路设计的需要和场地工程地质条件,强夯法主要处理厚度为2 m~8 m的湿陷性黄土,根据工程的实际情况,划分为黄土厚度2 m~5 m和5 m~8 m两种情况。经综合分析,确定分别采用600、800、1 000、1 200 kN·m夯击能量进行处理地基试验,要求确定采用600、800、1 000、1 200 kN·m夯击能量强夯处理的有效深度和满足有效处理深度条件下的最小单点夯击次数。
2)通过强夯法处理要求能消除地基土的湿陷性。
3 试验方法
该路段强夯处理主要设计参数为:
1)单击夯击能:600、800、1 000、1 200 kN·m。
2)夯击次数:满足最后两击平均沉降量不大于50 mm;土体隆起高度不超过10 cm;不因夯坑过深而发生起锤困难。
3)首先进行点夯两遍,夯点位置按正方形布置,夯点间距4 m×4 m。单击夯击能按设计要求,第一遍夯点间距8 m,第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。点夯的夯击次数按设计的要求不同为6、8、10击控制,两遍夯击时间间隔为24小时。
点夯结束1周后,再以低能量进行满夯两遍,锤印搭接。强夯施工结束,静止两周后对地基加固质量进行检验。
4 地基处理效果分析
地基处理前后分别进行了标准贯入、动力触探、静力触探、旁压试验、静荷载试验等原位测试工作,每种测试方法都按照相应的测试技术和规范进行。
1)在强夯处理前后对试验场地均进行了2个孔深均为8.0 m的孔标准贯入试验。地基处理后6.0 m处地基处理后标准贯入击数为未处理时的1.1倍,6.0 m以下强度变化不大,强度最大点在约1.0 m处,该处地基处理后标准贯入击数约为处理前的3.33倍。
2)在强夯处理前后对试验场地进行了4个孔深均为8.0 m的静力触探(双桥)试验。地基处理后6.0 m以下地基强度变化不明显,1.0 m~6.0 m处qc平均增长1.25倍,fs平均增长2.16倍;约1.0 m处地基强度最大,qc为处理前的2.66倍,fs为处理前的5.38倍。
3)在强夯处理前后对试验场地进行了4个孔深均为10.0 m的点的重型动力触探试验。地基处理后6.0 m以下地基强度变化不明显,1.0 m~6.0 m处上动力触探击数平均增长3.2倍,约1.0 m处动力触探的击数约为处理前的4倍,此处地表强度变化最大。
4)在强夯处理前后对试验场地进行了3个孔深均为9 m旁压试验。地表约1.0 m处经强夯处理后在离处理后强度变化最大,处理后的旁压试验临塑荷载约为处理前的4倍;5.5 m以下地基强度变化不明显;5.5 m以上地基处理后旁压试验临塑荷载数平均增长3.2倍。
5 结论
通过上述几项实验,我们不难得出以下几个结论。
1)加固湿陷性黄土地基采用强夯法是可行的。
2)通过标准贯入试验、旁压试验、动力触探以及静力触探等测试手段表明,地基的有效加固深度约为6.0 m,地基处理后,离地表约1.0 m处地基强度最大。根据其加固效果的不同,可以将其分为三个不同的效果带:6.0 m~8.5 m为影响带;5.0 m~6.0 m为加密带;0.0 m~5.0 m为强加密带。
3)根据静载试验可知:地基承载力经加固后得到了明显提高,提高幅度为70%~80%,浅层地基变形≥15 MPa;承载力fk≥220,达到设计要求。
4)与其他地基处理方法比较(例如:桩基、换填),强夯法处理湿陷性黄土可取得显著的经济效益,大幅减少整个工程造价。
参考文献
[1]宋宁.强夯在盐渍土地区的应用[J].山西建筑,2007,28.
[2]郭春平.强夯法处理湿陷性黄土工程实践[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2011,06.
[3]安鹏,张爱军,郭敏霞.强夯消除黄土湿陷性的有效加固深度研究[J].人民长江,2011,05.
[4]王施.预浸水法、强夯法在地基处理中的应用[J].科技传播,2010,16.
[5]刘海波,刘玉丽.强夯法在处理湿陷性黄土中的研究[J].华北科技学院学报,2007,01.
[6]吕秀杰,龚晓南,李建国.强夯法施工参数的分析研究[J].岩土力学.2006,09.
作者简介
李凤国(1967—),男,辽宁清原人,2007年毕业于中国地质大学(武汉)土木工程专业,现从事岩土工程勘查与施工。