强夯法处理液化地基的技术方案以及施工过程中的质量控制与管理.pdfVIP

强夯法处理液化地基的技术方案以及施工过程中的质量控制与管理 江苏北部(如徐州、宿迁等）地区广泛分布废黄河泛滥沉积物,一般 以亚砂土、亚粘土~细砂为主,埋层浅,地下水位高,天然地基承载力低， 在地震作用下易产生液化现象。地基液化是引起构筑物破坏的主要形 式，同时该地区又受到我省主要的地震危险带—郯庐地震带的影响， 因此在该地区国道主干线京福、徐宿、连徐、宁宿徐、沂淮等高速公 路建设中不可避免的遇到大面积液化地基处理问题.根据《公路工程 抗震设计规范》（ＪＴＪ００４－８９），对高速公路必须进行液化地 基处理，这是减轻地震灾害的根本性措施。因此，如何控制和管理好 处理液化地基的施工，做到既经济有效又安全可靠,对保证高速公路 建成后的正常运营、减轻地震灾害具有重大现实意义。 １、液化地基的国内外研究概况 地基液化分析与处理一直是土动力学的主要研究课题之一 .液 化一词最早见于１９２０年Ｈａｚｅｎ．Ａ的《动力冲填坝》 ,用来 说明卡拉弗拉斯冲填坝的毁坏。１９３６年Ｃａｓａｇｒａｎｄｅ首 先给出了砂土液化的判别方法--临界孔隙比法。上世纪５０年代，各 国学者对砂土液化进行了广泛研究，主要包括：砂土液化的机理，砂 土液化的预估方法，砂土液化的地基处理等。 所谓液化是指由于孔隙水压增加及有效应力降低而引起粒状材 料(砂土、粉土甚至包括砾石）由固态转变成液态的过程。影响液化 的因素有:①颗粒级配，包括粘粒、粉粒含量,平均粒径ｄ５０；②透 水性能;③相对密度；④结构;⑤饱和度；⑥动荷载，包括振幅、持时 等. 我国《工业与民用建筑抗震设计规范》(ＴＪ１１－７８）根据 １９７１年以前８次大地震的数据,参考美国、日本的有关研究成果 给出了以临界标准贯入击数为指标的砂土液化判别公式。现行规范 《建筑抗震设计规范》（ＧＢＪ１１－８９)通过对海城、唐山地震的 系统研究，结合国外大量资料，对原规范进行了修改,采用了两步评 判原则，并对临界标贯击数公式进行了修改，使之更符合实际。在国 标《岩土工程勘察规范》(ＧＢ５００２１－９４）中，对此又进行 了补充,给出了液化比贯入阻力临界值和液化剪切波速临界值公式， 用来进行液化判别。在公路工程中，基本上沿用上述两步评判原则 , 采用了临界标贯击数判别方法,并根据公路工程中的研究成果,给出了 临界标贯击数的计算公式。这些规范在我国工程界得到了广泛应用. ２、高等级公路可液化地基处理方案的确定 液化地基处理恰当与否,关系到整个工程的质量、投资和进度。 因此其重要性已越来越多地被人们所认识。对于高速公路这样大面积 处理可液化土而言，强夯法和干振碎石桩法是首选的处理手段。当全 液化地基路段较长,需处理面积大，公路沿线外缘较近范围内无村庄, 无重要构造物时，强夯法是比较理想的地基处理方法. 强夯法处理地基是２０世纪６０年代末Ｍｅｎａｒｄ技术公司 首先创立的，该方法将８０~４００ｋＮ重锤从落距６~４０ｍ处自由 落下，给地基以冲击和振动,从而提高地基土的强度并降低其压缩性。 强夯法常用来加固碎石、砂土、粘性土、杂填土、湿陷性黄土等各类 地基土.由于其具有设备简单、施工速度快、适用范围广、节约三材、 经济可行、效果显著等优点，经过２０多年来的应用与发展 ,强夯法 处理地基受到各国工程界的重视，并得以迅速推广，取得了较大的经 济效益和社会效益. 由于强夯处理的对象（即地基土)非常复杂，一般认为不可能建 立对各类地基土均适合的具有普遍意义的理论，但对地基处理中经常 遇到的几种类型土，还是有规律可循的。实践证明，用强夯法加固地 基，一定要根据现场的地质条件和工程使用要求,正确选用强夯参数， 一般通过试验来确定以下强夯参数: (１)有效加固深度：有效加固深度既是选择地基处理方法的重 要依据，又反映了处理效果。 （２）单击夯击能：单击夯击能等于锤重×落距。 （３）最佳夯击能：从理论上讲,在最佳夯击能作用下,地基土中 出现的孔隙水压力达到土的自重压力，这样的夯击能称最佳夯击能 . 因此可根据孔隙水压力的叠加值来确定最佳夯击能。在砂性土中，孔 隙水压力增长及消散过程仅为几分钟，因此孔隙水压力不能随夯击能 增加而叠加，可根据最大孔隙水压力增量与夯击次数关系来确定最 夯击能。 夯点的夯击次数，可按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系 曲线确定,应同时满足下列条件:①夯坑周围地面不应发生过大隆起 ; ②不因夯坑过深而发生起锤困难;③每击夯沉量不能过小,过小无加固 作用。夯击次数也