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岩土研究院

强夯整式置换法

335 2022-03-31 14:22:45

整式置换法是近年发展起来的。用于淤泥、淤泥质土地基的一种整体式强夯置换法,又称为强夯置换挤淤沉堤,它以密集的点置换形成线置换或面置换,通过强夯的冲击能将含水量高,抗剪强度低、具有触变性的淤泥挤开,置换以抗剪强度高、级配良好,透水不透淤泥的块石或石渣,形成密实度高、压缩性低、应力扩散性能良好、承载力较高的垫层。强夯整式置换的作用机理与换土垫层作用机理相类似。

(1)适用范围

强夯整式置换适合于深度在4~10m 之间的淤泥或淤泥质土上条带状路堤、堤坝、防波堤等的地基处理,整式置换—般宜将石料挤至淤泥层底的较硬的土层上,以形成稳定的承重骨架。

(2)整式置换的材料要求

整式置换宜选用最大粒径不超过 1m,透水不透淤泥,级配良好、结构密实、抗剪强度高的块石或石渣作填筑材料。

(3)整式置换的施工与施工参数

①单击夯击能

挤淤置换由于需将淤泥挤向四周而将填筑材料夯至淤泥底层。因而其单击能量应大于普通的强夯加固能量。单击夯击能可采用 Menard公式估算。杨光煦建议,当要求挤淤深度超过 6m 时,应考虑0.3的深度折减系数,当要求挤淤深度小于5m 时,应考虑0.4 的深度折减系数。②单位面积的单击能

强夯时。强夯动应力的扩散随夯锤底面积的变化而变化,夯锤底面积小时,动应力扩散小,应力等值线呈柱状分布,有利于挤淤;夯锤底面积大时,应力等值线呈灯泡状分布,有利于压实而不利于挤淤。杨光煦等通过现场原位对比试验也揭示出,单位面积单击夯击能越大挤淤效果越显著、单位面积单击夯击能或锤底静压力过小,挤淤效果就较差。因此,强夯挤淤应提高夯锤锤底单位面积的静压力和单位面积的单击夯击能。杨光煦认为强夯整式挤淤置换锤底单位面积静压力不得小于 100kN/m²,单位面积单击夯击能不宜小于1300kN·m/m2。

③夯击次数

强夯挤淤与强夯加固的目的不同,因此,夯击时宜利用淤泥的触变性连续夯击挤淤,不宜间歇,一般宜一遍接底。夯击次数宜控制在最后一击下沉量不超过 5cm。夯坑深度超过2.5m后,挂钩会发生困难,因此,当夯坑深度超过2.5m 时,如仍未接底,可推平后再进行夯击。

④夯点间距

整体置换挤淤的间距可根据强夯抛填体实测应力扩散角。按式(3-5-1)计算,并参照强夯试验结果,要求夯坑顶部连成一片,且夯坑间夹壁应比周围未强夯部位低0.5m 以上。

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⑥施工工艺

强旁挤淤置换前宜先挖除阻碍沉堤的塘堤、路堤及淤泥表面的硬壳,再进行抛石压载挤淤,抛填体厚度以 3~6m为宜。为防止抛填时形成抛填体中间厚两边薄的现象,而引起边孔易产生击穿现象,宜沿抛填体边挖去部分淤泥,以减小淤泥的侧压力,增大抛填体底部的宽度。

整式挤淤置换宜采用一排排施打方式,每排夯击顺序必须由抛填体中心向两侧逐点夯击。采用50夯机时,为避免形成扇形布点,分二序施工;先夯击一侧,再夯击另一侧。采用100t 夯机时,可一序施工。如两边孔夯击一遍有残存淤泥,须进行第二遍夯填如图3-5-3。

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