降水聯(lián)合強夯
來源: | 瀏覽量:9130 | 發(fā)布時間:2019-12-28 09:43:18
一、引言
強夯法,又稱動力固結(jié)法(對粘性土)或動力密實法(對砂性土),是指通過將很重的錘(8t—40t)從高處自由落下(落距 6m—40m),產(chǎn)生巨大的沖擊能量,給地基以強力沖擊和振動,從而提高地基土體強度、降低其壓縮性、改善砂土的震動液化條件和消除黃土濕陷性等的一種地基處理方法。
然而,在工程實踐中發(fā)現(xiàn),應(yīng)用強夯法處理地基時常常出現(xiàn)以下問題:
(一)場地地下水位過高,易造成地表嚴重液化、夯坑積水等問題,影響加固質(zhì)量和安全生產(chǎn);
(二) 對于粘性土或夾淤職層砂土,由于強夯擾動破壞了土體結(jié)構(gòu),倒置土體滲透性降低,超靜孔隙水壓力難以消散,會出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象,難以實現(xiàn)真正的土體加固。 真空降水強夯法就是在這種背景下研究開發(fā)的地基處理新工法。該法綜合了真空井點降水和強夯技術(shù)各自的優(yōu)勢,發(fā)揮了各自的優(yōu)點,有效的解決了上述強夯施工中的地下水問題,達到了較好的加固效果。
二、工程概況與加固方案
在建鐵水煤工程道路表層為吹填土。吹填土部分區(qū)域以粉細砂為主,夾層狀泥質(zhì)粘性土,土質(zhì)松散且不均勻;部分區(qū)域呈淤泥質(zhì)粘土夾粉土,流塑狀態(tài)。吹填土厚度一般為 2.2~3.8m。由于吹填土 形成時間短,屬欠固結(jié)土,其含水量高,孔隙比大、強度低,在動力作用下易產(chǎn)生沉降和液化。為了確保路基強度和穩(wěn)定,需對路基進行處理。在經(jīng)濟合理且又安全可靠的前提下,技術(shù)難度大,一般地基加固方案無法達到預(yù)期目的。通過多種方案的比較論證,決定采用真空降水聯(lián)合低能量強夯法對其進行加固。
三、設(shè)計要求
路基承載力和加固深度應(yīng)符合以下要求:
(一)地基加固的有效深度為 4~5m;
(二)0~2.5m 深度范圍內(nèi)地基承載力特征值 fak≥120kPa;2.5~5m 深度范圍內(nèi)
(三)路基的工后沉降不大于 30cm;
(四)滿足路基壓實度要求;
(五)路基回彈模量要求:表層回彈模量 E0≥46MPa
四、施工工藝及參數(shù)
真空降水聯(lián)合低能量強夯動力固結(jié)法在本工程中采用的是 3 遍降水、3 遍強夯的施工工藝。
(一)真空降水施工 井點降水的施工流程為:回填土后場地整平、井點放線定位→成孔設(shè)備鑿孔并埋設(shè)井點管、地下水位監(jiān)測管布置→井點管與水平干管連接→安裝抽水設(shè)備、試抽與檢查→典型施工、降水作業(yè)→管線拆除與二次布置。如此與強夯施工循環(huán) 3 次,井點管布置的間距、井點管布置深度以及降水要求與抽水時間需滿足設(shè)計文件的要求。具體工藝及施工注意事項如下: 第 1 次降水:均為 3m 井點管,濾頭長度為 1.5m,井點管臥管間距為3m,井點管間距為 3m,要求井點管周圍灌粗砂至地面以下 50cm,孔口地面以下 50cm 內(nèi)用粘土或淤泥土封死,降水至 3m 以下,連續(xù) 5d 不間斷降水。完畢后,拆管并進行第 1 遍強夯。 第 2 次降水:在第 1 遍強夯后,采用 4m 和 6m 的長短管相間布置井點管,間距為3m。臥管間距為3m,要求井點管周圍灌粗砂至地面以下50cm,孔口地面以下 50cm 內(nèi)用粘土或淤泥土封死,降水至 4m 以下,連續(xù) 5d 不間斷降水。完畢后,拆管并進行第 2 遍強夯。 第 3 次降水與第 2 次降水要求相同。
(二)低能量強夯 ;
五、理論分析與研究
強夯法雖然已在工程中得到廣泛的應(yīng)用,但到目前為止對于強夯設(shè)計沒有公認和成熟的設(shè)計計算方法。上述參數(shù)亦是根據(jù)土質(zhì)情況按經(jīng)驗進行設(shè)計,主要設(shè)計參數(shù)包括:有效加固深度、單擊夯擊能、夯擊次數(shù)、夯擊點布置、夯擊遍數(shù)、遍數(shù)間隔時間、處理范圍等。
(一)有效加固深度 強夯法的有效加固深度既是反應(yīng)處理效果的重要參數(shù),又是選擇地基處理方案的重要依據(jù)。在實際工程中,普遍采用如下公式 H=α√Mh 其中α為修正系數(shù),范圍在 0.34~0.80 之間;M 為夯錘重量(t);h 為落距(m)。在工程實踐中一般輔助結(jié)合經(jīng)驗或?qū)嶒瀬泶_定有效加固深度。
(二)單擊夯擊能 夯擊能的確定主要依據(jù)場地的地質(zhì)條件和工程使用要求,以及根據(jù)工程要求的加固深度和加固后需要的地基土承載力來確定單擊夯擊能,由于目前尚沒有成熟的計算方法來統(tǒng)一規(guī)范,因此一般選擇扔按修正公式G=Mh=H2/α2。式中:G 為單擊夯擊能(kN·m),其他參數(shù)與上式相同。 根據(jù)已求得的夯擊能,再根據(jù)設(shè)備來選定錘重、落距與相應(yīng)的夯擊設(shè)備。對于軟粘土,大能量夯擊容易破壞土的結(jié)構(gòu),產(chǎn)生“橡皮土”;對于高飽和吹填土,大能量的夯擊表層容易出現(xiàn)液化現(xiàn)象。因此,在施工中應(yīng)采用“由輕到重、少擊多遍”的施工工藝,嚴格控制強夯動力和夯擊能,使土體產(chǎn)生的超孔隙水壓力不過快上升,其基本原理是以小能量將淺層率先加固,在表層形成“硬殼層”就可以逐漸加大能級,加固深層土體。
(三)夯擊次數(shù) 對于飽和度較高的粘性土地基,隨著夯擊次數(shù)的增加,土的孔隙體積因壓縮而逐漸減少,但因為此類土的滲透性較差,故孔隙水壓力將逐漸增長,并促使夯坑下的地基土產(chǎn)生較大的側(cè)向擠出,而引起夯坑周圍地面的明顯隆起,此時如繼續(xù)夯擊,并不能使地基土得到有效的夯實,反而造成浪費。 目前夯擊次數(shù)一般通過現(xiàn)場試夯確定,常以夯坑的壓縮量最大、夯坑周圍隆起量最小為確定的原則,常通過現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)與夯沉量的關(guān)系曲線確定。此外,還要考慮施工方便,不能因夯坑過深而發(fā)生起錘困難的情況。
(四)夯擊點布置 夯擊點布置是否合理,將影響強夯的加固效果,應(yīng)綜合建筑物(或構(gòu) 筑物)平面形狀、基礎(chǔ)類型、場地土情況及含水量大小和工程要求等因素來選擇布點方案。 夯擊點位置根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型一般可采用等邊三角形、等腰三角形或正方形布點。 夯擊點間距的確定,一般根據(jù)地基土性質(zhì)和要求加固深度而定。對于細顆粒土,為便于超靜孔隙水壓力的消散,夯點間距不宜過小,且實踐證明,間隔夯擊比連夯好。在采用多遍強夯時,每遍強夯的夯擊點應(yīng)相互錯開,使夯擊點在強夯區(qū)域內(nèi)錯落有致。
(五)其他參數(shù) 夯擊遍數(shù)應(yīng)根據(jù)地基土的性質(zhì)和工程要求來確定。對于軟粘土和高飽和吹填土等,應(yīng)采取“少擊多遍”的原則,避免出現(xiàn)“橡皮土”或表層土發(fā)生液化現(xiàn)象。 夯擊的間隔時間取決于超靜孔隙水壓力的消散時間。當(dāng)降水已經(jīng)達到要求時,即可拔管進行強夯。 由于基礎(chǔ)的應(yīng)力擴散作用,強夯處理的范圍應(yīng)大于建筑物或構(gòu)筑物的基礎(chǔ)范圍,具體放大范圍可根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和重要性等因素確定。
六、結(jié)語
真空降水強夯法是將真空降水和動力固結(jié)兩種工藝有機結(jié)合而成的一種復(fù)合型新工法。該工法能快速有效的改善排水條件,工期短,處理效果顯著,主要適合于軟粘土及高飽和土,擴大了強夯的應(yīng)用范圍,應(yīng)用時需要根據(jù)場地條件的不同選擇合理的施工參數(shù)。與一般的動力排水固結(jié)法相比,該法顯著節(jié)省工期,具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
湖北東盛云巖土工程有限公司是湖北省最早從事強夯的施工企業(yè),公司技術(shù)力量雄厚,擁有多項強夯施工工法專利,現(xiàn)有各類技術(shù)員工60余名,包括高級工程師2名,注冊巖土工程師5名,是集勘察設(shè)計、方案設(shè)計、施工為一體的現(xiàn)代化股份制企業(yè)。
公司擁有各類型號強夯施工設(shè)備15余臺,包括宇通ytqh600、ytqh450,杭重hzqh5000等先進大型設(shè)備,廣泛用于工業(yè)廠房、機場、港口、公路、鐵路等建筑的地基處理,公司在大量的工程實踐中,積累了豐富的施工經(jīng)驗和項目管理經(jīng)驗,涉及工程達200余項,質(zhì)量合格率95%。
近年完成的強夯項目主要有:神農(nóng)架機場項目、武深高速嘉魚段項目、武漢集裝箱碼頭項目、普洛斯現(xiàn)代物流園項目、黃岡碧桂園項目、東風(fēng)汽車8萬輛商用車項目、中鐵重工聯(lián)合廠房項目、水布埡堆石面板壩壩基項目、中國海洋石油總公司惠州煉油項目、武當(dāng)山現(xiàn)代影視城項目等。
中國素有基建狂魔之稱,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,催生出一種新的建筑行業(yè)-強夯。強夯即為地基處理的第一步,夯實地基,讓建筑更加堅不可摧。隨之而來的強夯企業(yè)越來越多,如雨后春筍。東盛云就是其中的一位。
31年前的今天,東盛云的創(chuàng)始人王國昌先生還是一名巖土工程勘察技術(shù)人員,在國企的工作中,讓他萌生了,下海創(chuàng)業(yè)的念頭,說干就干,依然辭去工作,不顧家人阻攔,擠身到強夯基建的隊伍中。這一干就是幾十年。
剛開始,由于只懂技術(shù),不懂市場,導(dǎo)致第一單生意,做虧了,王國昌笑著說;“做生意,就算自己虧了,也不能讓客戶有損失,商譽是企業(yè)立根之本”。懷著這顆初心,后來業(yè)務(wù)逐漸壯大,大家都稱他為“老王”,都說“做生意,我們不看公司,就看老王,老王辦事我們放心”,這個“老”的稱呼,不僅是對東盛云公司王國昌先生的認可,更是對東盛云公司技術(shù)和實力的認可,更是對東盛云深耕強夯產(chǎn)業(yè)的貢獻的鑒證。
31載,東盛云承接的項目有市級重點項目,省級重點項目,國家級重點項目,若干。公司擁有各類型號強夯施工設(shè)備30余臺,包括宇通ytqh600、ytqh450,杭重hzqh5000等先進大型設(shè)備,,廣泛用于工業(yè)廠房、機場、港口、公路、鐵路等建筑的各種復(fù)雜地形,1000-20000kn.m地基強夯處理,公司在大量的工程實踐中,積累了豐富的施工經(jīng)驗和項目管理經(jīng)驗,涉及工程達200余項,質(zhì)量合格率95%。東盛云排水強夯憑著過人的技術(shù)和嚴格的管理規(guī)范,在多的項目中大放異彩,也讓東盛云在排水強夯領(lǐng)域占據(jù)一席之地,贏得了客戶的贊譽。
近年完成的強夯項目主要有:神農(nóng)架機場項目、武深高速嘉魚段項目、武漢集裝箱碼頭項目、普洛斯現(xiàn)代物流園項目、黃岡碧桂園項目、東風(fēng)汽車8萬輛商用車項目、中鐵重工聯(lián)合廠房項目、水布埡堆石面板壩壩基項目、中國海洋石油總公司惠州煉油項目、武當(dāng)山現(xiàn)代影視城項目、寧德時代宜昌邦普產(chǎn)業(yè)園項目、貴州遵義(茅臺)糧食物流園、新洋豐集團工廠擴建項目、南昌大盾構(gòu)機項目、福廈高鐵制梁場項目、安華集團擴建項目、勁牌酒業(yè)擴建項目、雄安新區(qū)項目、海格斯項目等。
這一個個項目記載著東盛云人走過的風(fēng)風(fēng)雨雨,也承載著東盛云人“做精品工程,創(chuàng)品牌豐碑”的初心和“重質(zhì)量講信譽”的宗旨。在國家政策的領(lǐng)導(dǎo)下,東盛云人將用無悔的青春和熱血,續(xù)寫東盛云傳奇,不忘初心砥礪前行,為了更好的明天。