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強(qiáng)夯法加固公路地基的設(shè)計(jì)方法
對于公路地基工程,在強(qiáng)夯法加固設(shè)計(jì)工程中需要重點(diǎn)考量地基與基礎(chǔ)的穩(wěn)定性,制定適宜的施工方案實(shí)現(xiàn)路基的加固效果。強(qiáng)夯法加固設(shè)計(jì)需要綜合考量土壤性質(zhì)、地下水的埋深、施工對于周邊環(huán)境的影響、施工周期、工程造價(jià)等多種因素,保證設(shè)計(jì)效果,并減少設(shè)計(jì)工作量。就強(qiáng)夯法加固公路地基的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探究。
關(guān)鍵詞:強(qiáng)夯法;公路地基;設(shè)計(jì)
1 實(shí)例分析強(qiáng)夯法加固公路地基的設(shè)計(jì)方法
某公路地基土的總沉降量為463.9 mm,其不符合工程設(shè)計(jì)要求,依據(jù)該工程的現(xiàn)場條件,擬采用強(qiáng)夯法對軟土地基進(jìn)行處理。
1.1 技術(shù)要求
依據(jù)工程的設(shè)計(jì)要求,該公路經(jīng)過強(qiáng)夯之后其地基的容許承載力應(yīng)大于150kPa。通過現(xiàn)場勘察,采用強(qiáng)夯法加固地基其處理深度可深至細(xì)砂層,將其換算為加固影響深度,可達(dá)7.0m。
1.2 強(qiáng)夯設(shè)計(jì)
(1)排水體設(shè)計(jì)
為了保證施工設(shè)備的正常通行以及支承起重設(shè)備的正常使用,需要擴(kuò)大地下水位及夯擊面的距離,適當(dāng)減小拔錘阻力,創(chuàng)造良好的排水條件,為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。需注意,施工現(xiàn)場的地面上需提前鋪設(shè)砂墊層??紤]到該施工現(xiàn)場具備的工程條件,砂墊層的厚度設(shè)定為0.7m,主要由粗砂構(gòu)成,需使用振動(dòng)碾壓機(jī)進(jìn)行反復(fù)碾壓,這樣可避免夯擊過程中夯點(diǎn)周邊土體凸起變形。若局部區(qū)域的淤泥厚度大于2.5m,則需要設(shè)置排水盲溝、排水井等。
(2)夯錘重量和落距計(jì)算
依據(jù)相關(guān)學(xué)者的研究成果,強(qiáng)夯法的加固影響深度計(jì)算如下
H=T=(0.4~0.6)
式中:H為夯錘落距,T為系數(shù),W為錘重,h為落距。
該工程區(qū)域內(nèi)為填土、粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,系數(shù)設(shè)定為0.43,計(jì)算結(jié)果見表1。
表1 強(qiáng)夯法錘重與落距計(jì)算結(jié)果
加固影響深度H/m系數(shù)T錘重W/kN落距h/m7.00.4315017.67
因此,該工程最終的夯錘落距設(shè)定為18 m。
(3)單擊夯擊能擊夯擊遍數(shù)
依據(jù)以上設(shè)計(jì)要求,可按照如下計(jì)算公式計(jì)算單擊夯機(jī)能為
E=Wh=2 700 kN·m
依據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn),該工程的夯擊遍數(shù)設(shè)定為4遍。其中1、2遍為跳行夯擊全部的夯點(diǎn),第3遍為間夯,也就是在每個(gè)主夯點(diǎn)之間增加一個(gè)夯點(diǎn),第4遍為滿夯。該工程要求填土強(qiáng)夯厚度必須小于5 m,含水量需控制在7.0%~19.0%以內(nèi)。
(4)夯點(diǎn)布設(shè)
夯擊點(diǎn)位置需要按照地基底的平面形狀進(jìn)行設(shè)計(jì),如多數(shù)工程的基底為等邊三角形、等腰三角形或者是正方形,該工程強(qiáng)夯點(diǎn)間距為主夯以及間夯正方向布設(shè),邊長為4 m;滿夯錘印相切。夯擊點(diǎn)之間的間隔距離需要依據(jù)地基土的性質(zhì)以及處理要求深度進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了保證深層土的加固效果,第一遍夯擊點(diǎn)間隔通常為夯錘直徑的2.5~3.5倍,第二遍夯擊點(diǎn)處于第一遍夯擊點(diǎn)之間,這樣可保證后續(xù)夯擊點(diǎn)之間的距離可逐漸減小,也能夠保證夯擊能量可傳達(dá)至土體深度。因此,工程下一遍夯擊點(diǎn)一般會設(shè)置在上一遍夯點(diǎn)之間。最后一遍會采用較小的夯擊能進(jìn)行夯擊,且彼此需重疊搭接,保證地表土的均勻性以及密實(shí)度。對于處理深度較大或者是單夯擊能要求較大的公路工程,可依據(jù)具體要求適當(dāng)增大第一遍夯擊點(diǎn)之間的距離。
打擊點(diǎn)間隔L計(jì)算如下L≈H
依據(jù)以上計(jì)算,該工程打擊點(diǎn)的間隔距離設(shè)定為7 m。
(5)夯擊間歇時(shí)間、收錘標(biāo)準(zhǔn)和普夯設(shè)計(jì)
兩次夯擊之間的間隔時(shí)間需參考土體中超靜孔隙水壓力的消散情況進(jìn)行確認(rèn),對此可通過試夯確定間隔時(shí)間。最后兩次夯沉量差異不超過5 cm點(diǎn)距以及行距搭夯,夯機(jī)能設(shè)定為2 700 kN·m,每點(diǎn)2擊。
2 質(zhì)量檢測
在施工過程中按照強(qiáng)夯加固設(shè)計(jì)參數(shù)對施工環(huán)節(jié)進(jìn)行管控,在每層施工結(jié)束后需要按照設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度即干密度為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn),每1 000 m2設(shè)置至少一個(gè)探井,每0.5m深度間距使用環(huán)刀進(jìn)行取樣。若某一深度的試樣壓實(shí)度不滿足標(biāo)準(zhǔn),則需要對該樣品周圍1 000 m2進(jìn)行二次施工,直至檢查結(jié)果符合要求。
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