高能级强夯处理抛填路基的有效加固深度

高能级强夯的加固效果显著,应用范围越来越广泛,有效加固深度是评判加固效果和确定强夯方案的重要指标。以10 000kN·m高能级强夯加固某抛填路基工程为背景,采用FLAC 3D有限差分软件进行单点多次夯击的强夯数值模拟,以夯击后的应力为标准来计算有效加固深度。结果表明:随夯击次数的增加,有效加固深度先增大后稳定,6击后有效加固深度的增幅极小。经正交试验和极差分析得到土体参数对强夯有效加固深度的敏感性排序。落距和锤重与有效加固深度呈正相关关系,锤径则为负相关关系。锤重对有效加固深度的影响大于落距,在夯击能相同时,重锤低落所得到的累计夯沉量与有效加固深度均更大。提出强夯有效加固深度估算公式,并实现了量纲统一,该公式与模拟结果偏差较小。     

基于夯击能和夯沉量的强夯参数优化分析

对回填全风化泥质粉砂岩地基,采用强夯法处理。首先,通过建立强夯能级与击实试验击数及最优含水量的关系,进行不同击实功下的击实试验,从夯击能的角度对强夯设计参数进行优化。其次,采用理论推导、曲线拟合的方法建立夯沉量与击实度之间的关系式,通过在不同夯沉量时钻孔取样、测定试件的击实度,以验证夯沉量与击实度的关系式,进而提出以夯沉量检测击实度的方法,对强夯施工参数进行优化。试验结果表明:击实试验击数对最优含水量的影响较大,击实试验的击数宜按现场单位体积夯击能与击实试验单位体积击实能基本相等的原则确定。利用夯后沉降量与夯后土体击实系数的关系式,通过夯沉量控制土层击实度,其值与现场实测击实度相差3.25%,误差较小,说明利用拟合关系式由夯沉量估算击实度是可行的。浅层平板荷载试验和瑞利波试验结果表明:夯后地基承载力、有效加固深度均满足设计要求,说明优化后的强夯参数科学、合理。     

点夯夯沉量分析研究

深圳某拟建加工厂场区原地形高差大,需平整场地。根据场平填土厚度大的特点,对回填土采用强夯处理,夯击能为4000kN·m,试夯累计夯沉量达到1．45～1．88m。在对夯击数与累计夯沉量的同归、夯击能消耗、夯沉量估算的夯锤底接触应力及压强传递进行分析后得出,夯击数与累计夯沉量呈三次方函数关系;前几夯夯沉量大,以冲切密实浅层土为主,土体压缩消耗能量比例大,后几夯,夯沉量小,能量以增加超孔隙压力和振动波的形式加同深层土体和消散;夯锤与土体作用时间仅为0．06～0．01s,接触应力可达4～20MPa,大部分接触应力为超孔隙压力所承担和传递,因而未破坏土体结构的结论。     

黄泛区软弱夹层结构地基强夯现场试验

为探究黄泛区软弱夹层地层条件下强夯加固效果,采用4种不同的夯击能在鲁西黄泛平原区进行现场试验,研究了强夯过程中软弱夹层的夯沉量、超孔隙水压力以及强夯前后地基承载力、土质力学性质变化规律。结果表明:超孔隙水压力消散速率非常快,24 h后超孔隙水压力消散90%;强夯加固效果显著,地基承载力最大可提高80%;选择单夯1 800 kN·m夯击能加固经济合理,夯后土体物理性质明显提高;对于黄泛区含有软弱夹层地层结构,可用超孔隙水压力为自重应力10%估算强夯有效加固深度,有效加固深度约为7 m;对比不同夯击能下Menard加固深度公式,在一般夯击能条件下,实际加固深度与Menard加固深度较为接近,在较大夯击能下,Menard公式并不适用;所得结论对该区域地基加固有一定的指导作用。     

锤重参数对强夯加固效果的影响分析

通过场地试验,从单击夯沉量、总夯沉量、有效加固深度、总夯击能量利用率、处理后土体的物理性质指标等方面,综合分析了强夯试验数据,得出重锤低落加固效果优于轻锤高落。     

单点冲击荷载下红砂岩土的位移规律探析

利用4种不同的夯击能量(25 N·m、30 N·m、35 N·m和40 N·m)对赣南地区红砂岩土进行室内击实试验。试验研究表明:在单点冲击荷载作用下,红砂岩土的累计夯沉量随击数的增加其变化过程表现为较快增长和缓慢增长两个阶段,25 N·m、30 N·m、35 N·m和40 N·m能级下累计夯沉量呈现两阶段的分界点分别为第7击、第8击、第9击和第10击,具有明显推后的现象;各方案下的累计夯沉量与击数之间基本符合公式y=Ax/(1+Bx)的关系;15N·m、20N·m、25N·m、30N·m、35N·m和40N·m能级下的累计夯沉量随着相应最佳击数的变化具有较好的线性特征;随着单击夯击能(25 N·m、30 N·m、35 N·m、40 N·m)的增加,发生显著位移的土体范围在水平方向上从4.5~5.0 cm变化至6.0~6.5 cm,在竖直方向上从13.5~14.0 cm变化至17.0~19.0 cm。     

滨海含软土夹层粉细砂地基高能级强夯加固试验研究

滨海粉细砂场地地基常分布有软土夹层或淤泥包且地下水位较高,地基处理难度大。目前采用高能级强夯加固滨海粉细砂场地的工程案例较少。结合具体工程研究了某地下水位较高且含软土夹层的滨海粉细砂场地上开展的5、8、12、15MN·m能级强夯加固试验。除5MN·m能级强夯试验区外,其余试验区均先采取高能级点夯加固深层土体,然后采用中等能级点夯加固夯点间土,最后利用低能级满夯加固地基浅层。对比分析了夯沉量和强夯前后的旁压、静力触探测试数据,发现夯击7~8击后夯沉量变化明显减小,每遍的单点夯击击数宜控制在8~9;在有效加固深度范围内,土体的旁压模量和静力触探锥尖阻力均明显提升,高能级强夯能有效消除滨海粉细砂的液化势。试验场地内上述各个能级的有效加固深度分别为7.5、9、10.5、10m,在有效加固深度范围内,表征土体相对加固程度的提升系数沿深度大致呈直线下降。现场试验数据还表明,将地下水位降低到距地表以下2.5m有助于提高加固效果;软土夹层的存在会明显影响加固效果及限制有效加固深度的发展,因受软土夹层的影响,场地15MN·m能级强夯的有效加固深度明显偏小。建议在级配不良的滨海粉细砂场地上按照规范JGJ 79—2012中细颗粒土的标准来确定高能级强夯的有效加固深度。     

强夯地基处理夯沉量及夯击能量耗散分析

利用强夯试验的现场数据,建立了单点夯沉量与夯击次数的关系模型,揭示了单击夯沉量随夯击次数的变化规律;基于岩土体变形的结构耗散理论,从能量的角度分析了夯击能对系统的有效进化作用随夯击数的变化规律,并以此解释了夯沉量-夯击数的关系曲线规律,进一步阐明了强夯加固地基的内在机制。     

煤矸石地基在强夯冲击荷载作用下的物理模型试验研究

 为了研究强夯法加固煤矸石地基的加固效果,了解强夯过程中不同深度处动应力分布规律,测定不同夯击能的有效加固深度,进行室内模型试验研究。用DH5939动态应变仪采集不同夯击能、不同击数、不同测点位置煤矸石地基中的动应力。试验结果表明：单击夯沉量随夯击次数的增加而减小。在夯击次数相同情况下,单击夯击能越大,夯沉量也越大。在强夯作用下,动应力主要为单一的波峰,没有明显的第二波峰,作用时间极短,动应力达到峰值所需的时间明显小于衰减时间。沿夯锤不同深度的动应力达到峰值具有明显的时滞性,在同一深度,随着夯击能、夯击次数的增加,动应力也相应增加。另外,强夯后煤矸石地基的物理力学特性指标如压实度、黏聚力等较夯前有较大提高,夯击能越大,提高幅度越明显,夯击能相同时,距夯点位置越近,提高幅度越明显。满足实际工程需要的最佳夯击能约为3 000 kN•m,最佳夯击击数为7～9击。该成果不仅适用于强夯法处理煤矸石地基,对其他松散易碎介质如建筑渣土的强夯地基加固也有一定的参考价值。     

湿陷性黄土地基强夯加固模式及加固范围研究

介绍强夯加固地基的模式。假设地基加固区体积与夯击次数及单击夯沉量之间存在一定的对应关系,对前人的强夯加固模式公式进行改进,得到实用的强夯有效加固深度与加固范围的公式;通过8 000,12 000,15 000 kN.m三个高能级强夯处理湿陷性黄土地基实例,建立干密度和单击夯沉量之间的对应关系,计算得到的有效加固深度与检测结果相对比分析,计算的加固范围与设计值进行比较,验证改进后公式的可行性与实用性。     

红砂岩碎石土高填方路基强夯加固时的动应力扩散及土体变形试验研究

利用4种不同的夯击能量（840,960,1 080,1 200 kN.m）对红砂岩填土路基分别进行动应力扩散和夯后路基的沉降试验研究。试验结果表明：强夯对红砂岩填土路基的加固效果明显,动应力在水平方向上的有效加固宽度从2～3 m变化至3～4 m,在竖直方向上的有效加固深度从3.5～4.0 m变化至5.0～6.0 m;随着夯击次数的增加,动应力在有效加固范围内的增加亦更加明显,但在3～5击后基本稳定;4种夯击能量在土体中产生的变形为4.0～6.0 m的变化比较显著,但当深度超过6.0 m的之后,产生的沉降量就几乎相等,而且在不同夯击能量以及在不同夯击次数下,其最终的下沉位移在5.5 m处都为5.0～7.0 cm,因此这4种夯击能量在红砂岩碎石土高填方路基中的有效加固深度基本上都在4.0～6.0 m之间。这些试验成果可为以后同种条件下的山区公路加固提供参考。     

高真空动力固结法在曹妃甸工业区吹填土地基中的应用

高真空动力固结法是加固饱和软土的一种有效处理方法。结合曹妃甸工业区某工程实例,介绍了高真空动力固结法的施工工艺及参数,并分析对比了处理前后的检测结果。结果表明:高真空动力固结法影响深度约为8.0m左右,8.0m以内可以有效提高地基承载力,减小变形,消除砂土液化,达到形成建设场地的目的;随着夯击能的增加,总的夯沉量随之增加,但后几次夯沉量变化不明显;夯击时,夯坑周围土体会有隆起,但隆起量不大,主要是由于夯击时巨大的冲击能将夯坑周围的土体振松所致。     

柱锤冲扩桩在处理软弱路基加固工程中的试验研究

通过对某柱锤冲扩桩处治软弱路基的夯击能及垫层厚度的比选试验、参数相关关系及优化、夯击能与垫层厚度及累计夯沉量的关系等研究,得出柱锤冲扩桩柱处治软弱路基是可行的。检测结果表明,可以达到预期的技术要求,可为类似地质条件的地基加固提供借鉴。     

强夯法在皖江软土路基处理中的应用

软土路基因其土层分布复杂,物理力学性质差异较大,加固路基土体成为市政道路处理的迫切需要。依托皖江城市带市政道路处理工程,分析了各遍强夯下的加速度效应及夯坑沉降规律,并用荷载试验评价了强夯路基的处理效果。研究结果表明,峰值加速度受夯点距离的影响,在近距离处峰值加速度较大,且衰减较快;随着距离的增大,其值逐渐减小,且衰减量较小,地表加固距离大约为30m,竖直方向加固深度为6m左右;夯击次数对夯沉量有重要影响,超过一定击数后,土体得不到加固;荷载试验得到了路基承载力特征值120k Pa,超过了其设计承载力特征值。     

季节性因素影响强夯效果的对比分析

为研究季节性冻土、地下水位变化对黄泛区地基强夯加固效果的影响,进行了现场试验,对单击夯击能1200k N·m和1500k N·m分别在春、冬季进行强夯试夯,监测并分析了夯点下孔隙水压力、夯沉量及地基承载力的变化规律。研究结果表明:受冻土层影响,冬季强夯有效加固深度、单击夯沉量及累计夯沉量均小于春季,春、冬季强夯有效加固深度修正系数α分别为0.198、0.183;春季地下水位较高,强夯过程中浅层地基易液化;动力触探得到的地基承载力季节性对比不明显,动力触探宜在强夯后一个月进行;春融期后强夯应进行井点降水,冬季强夯应先清除表层冻土。该结论的得出对于指导黄泛区地基强夯施工具有重要的应用价值。     

高真空击密法加固滨海吹填土地基试验研究

采用高真空击密法加固某滨海饱和吹填砂性土地基。试验结果表明：1）井点强降水能迅速降低夯前地下水位和静孔隙水压力,有效抑制强夯时产生的超静孔隙水压力的增长;2）不同夯点产生的动应力对土体沿深度产生叠加效应,深度为（2～3）倍夯锤直径处的土体强度提高最显著,且夯点间距越小加固效果越好,但对有效加固深度没有明显影响;3）加固...     

中低能量强夯法处理黄土湿陷性效果的统计分析

加固深度、夯沉量等是评价强夯法处理黄土湿陷性的主要指标,而影响处理效果的因素主要有黄土的含水量、孔隙比以及强夯夯击能量.通过对大量中低能量强夯法处理湿陷性黄土的工程实测数据的分析,得到适宜强夯处理的黄土含水量范围,而后用多元线性回归法建立强夯处理深度与夯沉量与相关因素的关系.     

房渣土地基强夯力学效应监测及分析

强夯加固效果和对周围地基土产生的力学效应可通过现场夯击试验来确定。通过对北京园博园房渣土地基的进行现场强夯试验,监测得到夯击区域地表变形和深层水平位移的大小以及变化规律,通过对多点数据进行聚类分析,找出能够反映该地层总体特性的具体变形数据。试验表明,在夯击7次之后,夯坑深度约为1.27 m,深层的残余变形区约为夯锤直径的5倍,主要加固深度位于夯沉量3倍深的地层,单点夯击在地表产生的裂缝区范围约为夯锤直径的1.7倍左右。试验结果为进一步的研究及工程应用奠定了基础。     

未饱水土地基的夯实与充分夯实问题

夯沉有实夯型(夯实型)与虚夯型(非夯实型)之分文中给出夯沉与夯实间的函数关系,虚夯时,这种关系被打破,同时出现地面异动,欲使夯击范围各处土体密实程度均一,以采用"末击(或二击平均)夯沉量不大于某值"作为停夯标准较合适,并且夯点间距要适当,文中给出了"间距"的计算公式.最后一节谈"充分夯实"的实际意义.     

提高8 000 kN·m级强夯加固深度的实践及有关问题的探讨

为了满足以夯击能8 000 kN·m强夯加固地基深度＞14m的设计要求,通过工程实践,阐述了采取加大夯距、增加点夯击数、增加夯击遍数的技术措施,同时突破规范规定最后2击平均夯沉量的停锤标准,而以夯坑深度控制为主.夯后土层物理力学性能实测表明,达到了设计要求.