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强夯法在老集高速公路液化地基处理中的应用

摘 要:对采用强夯法处理老集高速公路液化地基过程中,有关单点夯击能和有效加固深度、最佳夯击能和夯击次数、夯击遍数、时间间隔、夯点间距及夯点布置等强夯参数进行了试验研究,并对实际施工进行总结。

关键词:高速公路;液化地基;强夯参数;试验研究;施工工艺

中图分类号:U416.03 文献标识码:A

老集高速公路K286+500~K286+900段,其地貌单元为高原丘陵地段,路基北侧一大冲沟,南侧为地势平缓的冲积层。其地层由三层组成,上部为Q4松散软粘性土、粉性土与粉细砂,厚约1~10m;中、下部地层为Q3老粘性土,土体稳定,强度较高。地下水位也较高,汛期1m左右。中细砂处于饱和状态,同时沿线地震裂度处于7~8度区,造成砂土液化。

根据场地工程地质条件,选择了K286+500~K286+540典型地段作为试夯区,并在试夯区内进行强夯试验。单点夯选用1500kN·m、2000kN·m、3000kN·m三种夯击能;群夯选用2000kN·m和3000kN·m两种夯击能。主要试验内容有孔隙水压力观测、深层沉降观测、水平位移观测、水位监测、土工试验、静力触探、标准贯入、瑞雷波(SASW)检测等。通过试夯研究,为确定符合区域环境特征的强夯参数提供了可靠依据。强夯参数包括:单点夯击能、最佳夯击能、有效加固深度、夯击遍数、遍夯间隔时间、夯点间距和夯点布置等。

L12J118 住房厨卫组合变压式耐火排烟气道.pdf①单点夯击能和有效加固深度。

单点夯击能(锤重×落距)应根据需加固土层的厚度及施工机具设备能力而定。一般而言,在强夯机具起重能力可能且选用高能级、夯击遍数多时得到的加固影响深度大和加固效果越好。根据《公路工程抗震设计规范》规定,从合理、经济角度出发,公路工程液化砂土地基处理重点应是加固深度7m以内的液化土层。在强夯法中,加固或影响深度不仅是上部结构基础设计的主要依据,更是对强夯夯击能量确定、夯点布设、加固均匀性等指标起决定作用。

根据静力触探试验静夯前后CPT试验成果,当土层以粉质亚砂土、粉土为主要加固对象时,夯击能采用2000kN·m、深度7.0~7.5m以上Ps值增大,其下则无明显变化,说明2000kN.m有效加固深度为7.0m;采用3000kN.m时有效加固深度8.0m左右。

夯击能量是决定加固深度的参数,单点夯击能=锤重×落距。从理论上讲,最佳夯击能是地基孔隙水压力达到土自重压力时的夯击能,它是单点夯击能的总和。通过观测孔隙水压力增量随夯击次数增加的变化趋势,当孔隙水压力增量趋于稳定时,所达到的能量即为最佳夯击能。

根据单点夯试验,单点夯时孔隙水压力随夯击数增加而增加,且第一击增加最快,浅层增长快于底层。孔隙水压力增量与夯击次数(夯击能)关系曲线变化,