强夯置换法加固填土地基的试验研究

郭文东

(厦门港口开发建设有限公司　厦门　361012)

摘　要:强夯置换法是一种经济而简便的地基加固方法,但尚未形成一套成熟的设计计算方法,因此,施工前往往在现场选取典型试验区进行试验性施工来确定其适用性及加固效果,以指导大面积工程施工。结合厦门海沧弃土区岸壁整治工程地基加固实例,通过一个典型试验区的强夯置换试验研究,确定了施工参数,验证了强夯置换法用于该类填土地基的合理性。

关键词:强行置换法　6000kN・m　施工参数

EXPERIMENTALRESEARCHONDYNAMICCOMPACTIONREPLACEMENTFORREINFORCINGFILLINGFOUNDATIONGuoWendong

(XiamenPortDevelopment&ConstructionCo1,Ltd1　Xiamen　361012)

Abstract:Dynamiccompactionreplacementisaneconomical,simpleandconvenientmethodforsoilimprovement1Butthereisnomaturemethodfordesignandcalculation,sobeforeconstruction,representativeexperimentfieldisoftenchosentodoexperimentalin2situconstructioninordertoconfirmapplicabilityandeffectofreinforcement1ConsideringasoilimprovementexampleofquayrepairprojectinHaichangofXiamen,throughexperimentalresearchofdynamiccompactionreplacementinatypicalexperimentfield,constructionparametersareconfirmed,atthesametime,therationalityofdynamiccompactionreplacementusedtoimprovingthisfillsoilisvalidated1Keywords:dynamiccompactionreplacement　6000kN・m　constructionparameters

　　强夯置换法是采用在夯坑内回填块石、碎石等

粗颗粒材料,用夯锤夯击形成连续的强夯置换墩。强夯置换法具有加固效果显著、施工期短、施工费用低等优点,目前已用于堆场、公路、机场、房屋建筑、油罐等工程,效果良好。但关于其机理的研究至今尚未取得满意的结果,目前还没有一套成熟的设计计算方法,同时,地质情况及现场施工千差万别,为了做到技术先进、经济合理、确保质量,施工前往往需要在现场选取典型试验区进行试验性现场施工以确定其适用性和加固效果。

本文结合厦门海沧弃土区岸壁整治(7号泊位)工程,对高能级强夯置换法加固填土地基进行了试验研究。1　工程地质概况

厦门海沧弃土区岸壁整治(7号泊位)工程,位于海沧镇后井村的东南,港南路以南,北侧与6号和8号泊位相邻。

根据钻探揭露,场地内埋藏的地层,自上而下依680

次为:

1)填土①。褐黄色夹棕红色,土质以粉质土和黏土为主,混碎石和粗砾砂,可塑状。厚度一般为618～713m。

2)淤泥、淤泥质土。淤泥②呈灰黑～深黑色,流塑～软塑状,高塑性,夹砂斑,含有机质及少量的碎贝壳,局部为砂混淤泥状。厚度一般为215～514m。淤泥质黏土③呈深灰色,软塑状,高塑性,夹砂斑,局部混砂较多。该层厚度一般为217～811m。淤泥质土混砂④呈灰色,流塑～软塑状,中塑性,混中细砂,土质不均,局部混砂较多,呈砂混淤泥状。厚度一般为018～713m,分布不稳定。

3)粉质黏土、中粗砂。粉质黏土⑤呈灰黄色夹紫色,可塑～硬塑状,可塑状,夹砂斑,局部混粗砾砂。厚度一般为111～1116m不等。中粗砂⑥呈灰色,饱和,中密状,混砂砾,局部夹小卵石。厚度一般为015～215m之间不等。

作　　者:郭文东　男　1973年出生　工程师收稿日期:2006-02-23

IndustrialConstructionVol.36,Supplement,2006　　　　　　　　　　　　　　工业建筑　2006年第36卷增刊

4)残积土⑦。残积土呈灰白～褐黄色,硬塑状,

局部为可塑或坚硬状,呈可塑状,含少量石英颗粒,为火山凝灰岩残积而成。土质不均,厚度变化大,一般为017～1113m不等。2　强夯置换试验区的现场试验211　强夯置换试验区平面布置

值取450kPa。试验点地基土的承载力特征值远大

于设计承载力要求200kPa。主夯点最大累计沉降量10141mm,承载力特征值450kPa,夯间点最大累计沉降量11177mm,承载力特征值450kPa,夯点及夯间点的沉降量偏差、承载力偏差很小,说明夯后地基土是均匀的。

本次试验选择21m×21m试验区,两遍主夯点分别按7m×7m,正方形布置,总体呈梅花形布置,见图1。

图2　主夯点静载荷试验Q-s曲线

图1　主夯点布置示意

212　试验性施工参数的确定

强夯置换设计施工参数取决于设计指标和需要加固土层的厚度以及地基土的性质,一般通过现场试验确定下列参数:

夯击能:根据有效加固土层的厚度和地基土的性质决定。主夯点的单击夯击能为6000kN・m,满夯的单击能为1200kN・m。

石块、碎石墩直径:墩径为夯锤直径的115倍,墩长约6m。夯锤直径112m,锤重300kN。夯击次数:累计夯沉量大于12m,主夯点的夯击数以最后三击的平均夯沉量小于10cm控制。夯击遍数:本工程主夯点间距7m,分两遍施工,最后加一遍满夯。3　地基处理效果检测311　静载荷试验

图3　夯间点静载荷试验Q-s曲线

312　重型动力触探试验

本次试验完成第二类重型动力触探3个孔,

4614m,其中,夯点间2孔,试验区外原状土1孔,动力触探布置点见图4,试验结果见图5～图7。动力触探孔贯穿素填土、淤泥,结果为:夯点间素填土夯击数加权平均值1416击,淤泥817击;试验区外素填土夯击平均值711击,淤泥517击。说明经强夯置换后,地基土强度尤其在0～7m填土范围明显提

分别在主夯点和夯点间做了两组静载荷试验,荷载板直径为800mm的圆形板,试验加荷方式采用分级维持荷载沉降相对稳定法(常规慢速法),分8级加载,3级卸载。试验的Q-s曲线见图2、图3,试验点布置见图4,由Q-s曲线可见,曲线比较圆滑,在加荷至设计荷载的2倍,即450kN时,未达到破坏状态。沉降s=01012b=916mm对应的荷载

Q大于最大加载量的一半225kN,所以承载力特征

强夯置换法加固填土地基的试验研究———郭文东

图4　原位测试点布置示意图

681

高,经计算地基承载力大于地基承载力设计值。效果明显。

图5　2-1点动力触探曲线图8　标准贯入击数与深度的关系曲线

4　结　语

1)经典型试验区试验研究,该填土地基采用强

图6　2-2点动力触探曲线夯置换加固方案是可行的,加固效果满足设计要求。

2)本场地加固后地基承载力特征值达到450kPa,在0～7m填土范围动探击数明显提高,标贯击数平均值达到33击,加固效果明显。

3)在现场施工检测中,利用静荷载试验确定地基承载力,并通过重型动力触探及标准贯入试验进行校验。

4)该工程采用6000kN・m单点夯击能加固软土地基,为高能级强夯置换法在福建省等沿海地区广泛应用积累了经验。

参考文献

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图7　2-3点动力触探曲线

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[博士学位论文]1上海:同济大学,2004

3　WangTiehong,ShuiWeihou,etal.Non2PerfectElasticCollision&

ImpactStressAnalysisDuringDynamicCompactiononCollapsibleLoess1GeotechnicalEngineeringinUrbanConstruction,2003,115-120

4　张凤文,周洪彬1强夯置换碎石桩复合地基承载力的试验研究1

313　标准贯入试验

在试验区选择两个夯间点对上层填土进行标准贯入试验,点位布置见图4,测试深度均为6175m,

其测试结果如图8所示。从图8可以看到,试验区经强夯置换处理后,标贯击数平均值为33击,加固

岩石力学与工程学报,2000,7

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参考文献

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海:同济大学出版社.1997:279-286

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上海:同济大学12004

682工业建筑　2006年第36卷增刊