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岩土研究院

二次强夯法处理粉土液化地基

323 2022-03-31 09:40:14

(一)工程概况

新建大原铝材厂位于太原汾河东岸T级阶地,场地由汾河上游风化碎屑及黄土冲洪积物形成,20m 以上地层分为四层。

第一层∶粉质粘土、粉土互层,含碎砖、灰渣、煤屑,呈可塑到流动状态,中等压缩性。静力触探锥尖阻力c.三1280kPa,标贯击数平均 2.7,层厚3~4m。

第二层∶主要为粉土,上部有一薄粉砂层、中间夹一粉质粘土层。层底夹腐植根,软塑到流塑状态,中等压缩性,锥尖阻力如=2200kPa,标贯击数平均5.4,层厚4~6m。

第三层∶粉土夹砂,可塑状态,压缩性中等,锥尖阻力g=3470kPa,标贯击数平均9.0,层厚4~6m。

第四层;砂层,有粉、细、中粗砂、圆研等,中密到密实,强度高,锥尖阻力q=11630kPa,标贯击数平均24。

地下水位深2.2~5.5m,地震烈度8'。

按《饱和轻亚粘土液化判别暂行规定》判定,该场地 15~16m 以上的第二、三层水下的粉土及砂土为可液化土,第四层为非液化土。主厂房区按该规定计算,液化指数pr= 12.5,大于7,属三级液化区。

该厂主厂房由连铸及板带车间两部分组成,结构为多跨排架结构,基础埋深2m,其中板带车间的冷轧机基础埋深 6.5m,设计要求从室外地面算起,处理液化深度10.5m,处理后液化层厚不大于4m,剩余液化指数小于3。对冷轧机基础部分要求全部消除液化,处理深度 15m,见图3-4-66。

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二)强夯方案介绍

经技术经济比较。决定采用强夯法处理液化地基。车间主体部分采用单击夯击能为4000k,锤重210kN,落距19m。锤底面积6m²圆锤。夯坑填砂方案强夯。预计自起夯面算起,取有效加固深度影响系数k=0.4(消除液化要求密实度高),可消除液化深度8m。车间室外地面标高779.70m,基底标高 777.85m,为保证 10.5m 的消除液化深度,起夯面开挖至776.80m,因已接近地下水位。土湿软。回填天然级配砂 0.6m,即至777.40m,以增加夯击效果及利于吊车行驶。考虑消除液化。土的密实度要求高、需采用多遍夯。将夯点分为两批。如图3-4-67所示。第一批夯点以O表示。夯击三遍,即第1、2、3遍,分别夯 10、10、10击。第二批夯点以◎表示,也夯三遍,即第 4、5、6遍,分别为10、10、10击,并要求第3、6遍最后二击每击贯人度小于4-5cm,每遍夯完后,夯坑回填天然级配砂。

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第1遍夯5击后,夯坑深平均1.4m,拔锤困难,改为5击,其余各遍按计划夯击。经检验。夯5遍即可达到消除液化要求。因此将第6遍取消,将第 5遍改为 15击。即1、2、3遍各为5、10、10击。5、6遍为10、15击。5遍夯后。用素土回壤至基底以上0.5m(预留0.5m夯沉量),然后以1000kJ满夯,要求一夯挨一夯,每点 10击,最后贯入度2~3cm,要求控制于密度达到1.65g/cm²。

对轧机基础,埋深6.5m,已在地下水位以下,要求全部消除液化,上述强夯方案达不到要求处理深度。根据过去工程经验。对粘性土。强夯后的表面下 2~3m 土层常密实不透水,可以开挖基坑,因此决定对轧机部分完成上述强夯后,再开挖至标高773.80m,比初勘地下水位低2~~2.5m,未见基坑浸水。然后仍按图3-4-67布点二次强夯,但不分遍,每批夯点均为 20击、在 10击时夯坑填砂一次,避免了其它基坑降水措施,降低了遣价。

(三)加国效聚

夯后进行了不同时间的标贯。静力触探和土工试验,并进行了夯后土样的动三轴试验。表3-4-47为其夯前、夯后标贯统计值。由表可见,强夯后5~14天的第一次测试标贯击数已有明显提高,0~5m提高5倍,5~10m提高1倍,10~15m提高0.2倍,这时尚未满夯。深0-5m值高是夯坑填砂及粉砂层影响。夯后3个月测试,此时完成满夯,与第一次相比。深0~5m标贯值几乎没有提高,5~10m提高约1倍,10~15m 也有提高,9个月后第三次测试,5~10m 无变化,10~15m仍继续提高,这是应注意的,表明深层土时效时间长。自室外地面算起,10m 以内液化消除,10~15 减轻,液化指数平均1.7,均小于3。表3-4-48为7号孔勘察及液化判定结果。

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冷轧机加深部分液化全部消除,达到预计要求。

(四)室内动三轴试验

为了研究强夯加固地基土的抗液化性能及其时效影响,除在现场做不同固结时间的标贯测试外,还对夯后样做了动三轴试验,表3-4-49为动三轴试验按 Seed(西特)简化法液化判定结果。

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按西特法判定的室内试验安全系数 F 及按现场标贯判定的安全系数 F与深度的关系如图3-4-68,可见,两者基本吻合,总趋势一致。标贯法与西特法均能使浅层加固效果显著,安全度大,深层小。标贯法比西特法计算的安全系数值略小。

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