连徐高速公路液化地基处理
08-22 12:02:24 浏览次数:642次 栏目：道路工程
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连徐高速公路液化地基处理,http://www.gong66.com
垫层在主、副夯时厚度为1m，满夯时25～30cm。
.夯点布置
夯点放样用石灰(或标桩)标明第一遍位置，并测量标高。夯点采用正方形布置(见图3)。主、副夯1500、2000与3000 KN.m三种夯击能对应的间距为4m、4.5m、5m。
.夯击就位，进行第一遍夯击(主夯)。
夯机就位后,将夯锤按设计夯击能起吊至预定高度, 脱钩下落,放下钓钩测量锤底倾斜度,当倾斜度大于30°时,应将夯坑填平后再进行夯击。
主夯夯击，每点夯击4锤。并做好详细记录。
.移动位置（不带门架的夯机，3～4点移动一次），进行下一点夯击。直至完成第一遍夯击。
.主夯完成以后，静置72小时，待孔隙水压力消失以后，推平夯坑，准备副夯。
.重新测量定位，按上述要点进行副夯施工。
副夯每个点同样夯击4锤。夯完以后，间隔72小时，推平夯坑准备满夯。
.进行满夯处理
满夯处理范围为包括进行主、副夯的全幅。满夯时，夯点彼此搭接1/4（锤底面积）。 夯后测量标高。
.静置7天以后进行效果检测。
.夯坑若有积水，应排除以后才能推平夯坑。
2）碎石桩施工
碎石桩是采用桩管振动成孔，填入足够碎石后振动密实而成。本路段碎石桩桩径采用0.5m，桩长为7～10m，呈梅花状布置，间距为1.3～1.4m。
1)挤密碎石桩的原理
挤密碎石桩是依靠振冲器的强力振动使液化土颗粒重新排列，振动密实，另一方面依靠振冲器的水平振动力，在加碎石填料的情况下，还通过碎石使土层挤压密实；碎石桩与桩间土体形成复合桩，从而提高地基承载力。碎石桩也提供了纵向排水通道，利于土层排水固结。
2）机具配置
施工采用DZ40和DZ60两种走管式振动沉桩机(见图4)，振动锤有35t和45t两种，激振力不小于28t，桩管内径有377mm和426mm两种，管端设平底活瓣桩头。桩管设二次投料口。
桩机起动电流达80安培，&127;每台桩机须配备120KW发电机一台，当使用1台160KW发电机带2台桩机时，要注意错开起动时间，否则发电机将会因负荷过大而发生故障。
3)施工工艺
碎石桩施工工艺要点如下：
.清理平整施工场地
.铺设垫层(碎石)
.测量标高，桩位放样
.桩机就位、调整垂直度
.振动下沉桩管至设计深度，稍上提桩管
使桩管端头活瓣桩尖打开，同时破坏桩尖外壁真空以利桩管拔起。
.停止振动，立即从第一投料口首次投料。投料量当桩管为377mm时，为设计投料的50%，426mm时为64%。
.启振，边提升桩管边振动，并进行3～5次振动反插，至管内碎石全部投出。提升和反插速度要均匀。
.开启第二投料口（在桩管约1/2位置），进行第二次投料至灌满桩管。振动反插2～3次至料全部投出。反插深度不超过1/2桩长。
.在孔口进行第三次补料，振动反插2～4次至全部设计用料投出。
.总反插次数不少于12次
.碎石灌入量每延米不小于0.224m3
4)&127;施工工效
据现场统计，&127;一般情况下，一台桩机完成一根桩需20～25min，一个台班每台桩机正常情况下能完成20～30根桩。
四.效果检验方法
连徐路液化地基处理效果检验采用标准贯入(SPT)法和瑞利波(SASW)法两种检测方法。
1.标准贯入法
标准贯入法试验(SPT)是用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm落距，将一定规格的标准贯入器打入土中15cm，再打30cm，后30cm的锤击数即为标准贯入的指标N。
笔者认为液化地基加固效果具体体现在密实度提高的程度上。但在实际检验时，由于取样时会造成土体扰动，所以准确测定现场土体加固后的密实度是非常困难的。实践中我们可以依据土体标贯值N与密实度Dr之间的相互关系，通过测定标贯值来观察加固情况，N与Dr的相互关系参见美国Gibbs主Holtz(1957)根据室内试验资料提供的关系曲线(参见图５)。
另外，我们也可以通过界定液化标贯值来评价加固效果是否达到防止地基液化的要求，从表一中可知，７度地震区标贯限值为N=8。这也是连徐路标贯检验的要求值。
标准贯入锤击数限值(击/30cm) 表一
近远震 烈 度
7 8 9
近震 6 10 16
远震 8 12 -
连徐路设计要求N63.5≥8击，检查频率为3点/5000m2，且不少于3点。
2.瑞利波法(SASW)
瑞利波法是通过锤击作为振动源，然后在距锤击处一定距离设置检波器。记录所在位置的波形，再通过频谱分析和滤波技术等分离出不同波长的振动到所在位置的时间差，求得不同波长的瑞利波波速。而不同波长的瑞利波波速反映不同深度范围内的土层性质，由此可推出不同深度土层的瑞利波波速和剪切波波速。
连徐路采用ES-R25(美国EG＆G公司生产)&127;工程地震仪，图６为振动源和滤波器布置图。
根据国家地震局工程力学所推荐的标准，土层波速Vs≥Vcri为不液化，Vc≤Vcri时为液化。
其中：
1
Vcri=Kv{[1+0.125(ds- ── －0.05(dw-2)]√3/pc}1/5
4√ds
式中：
Kv--系数，７度地震区为145，８度区为160，９度区为175;
ds--测点深度；
dw--地下水深度；
pc--砂土粘料含量；
经过计算，连徐路设计要求Vcri为200m/s，&127;要求Vs≥200m/s，其检查频率为1点/40m。测点在中心线两侧15m处交叉布置。
五.结论
连徐路液化地基处理前标贯值N只有2～5击，处理后的地基N普遍高于质量标准要求。说明液化地基采用强夯和碎石桩处理是经济可行的。表二为K225+180～K225+395强夯段(夯击能为2000KN.m)东南大学用SASW法测试的结果。该段平均加固深度为7.08m，平均剪切波速均大于200m/s，&127;达到了设计要求。通过施工，我们的体会是强夯法比碎石桩相比较更为经济，而且施工速度快，加固效果优于碎石桩。
K225+180～K225+395强夯段瑞利波法检验结果 表二
深度VS点号 0-1m 1-2m 2-3m 3-4m 4-5m 5-6m 6-7m 7-8m 平均剪切波速 强夯影响深度
E5001 327.9 211.5 196.7 232 0 242.2 0 0 242 7.2
E5002 312.4 277.9 250.4 331.2 273.4 293.1 306.6 475.3 375 7.3
E5003 330.8 270.4 290.1 249.4 218.5 218 302.3 01 268 7.6
E5004 289.7 236.7 259.7 212.8 228.8 227 226.4 234 239 6.8
E5005 301.4 325.5 248.5 293.4 246.3 259.2 288.8 208 271 6.9
E5006 390.2 242.6 260.6 232.8 256.9 282 359.5 388.4 301 6.4
E5007 353
E5008 371.9 326.6 295 265.8 364.1 249.2 0 0 312 7.1
E5009 322.6 256.6 252.1 212.5 322.6 0 264.5 288.2 273 6.8
E5010 389 212.8 200.4 251.9 378.9 420.3 375.1 245.5 308 7.2
E5011 323.2 312.7 268.1 252 248.2 270.7 209.7 359.9 280 7.5
E5012 0 376.9 285.1 276.9 238.3 233.8 196.1 256.3 265 7.3
E5013 367.9 230.4 263.1 220.8 257.1 256.1 292.2 0 269 7.3
E5014 0 344 152.5 201.4 198.5 222.1 242.1 314.5 239 7.4
E5015 279.4 260.1 202.3 268.1 228.4 280.7 177.7 294 248 7.4
E5016 293.8 263 180.7 243 192.8 250.5 357.1 349.2 265 7.2
E5017 523 265.9 178.8 327.5 242 212 281.5 251.6 259 6.4
E5018 364.7 315 246.6 196.2 226 213.9 205.9 358.2 265 6.8
E5019 317.9 335.4 204 290.7 262.6 259.6 0 361.4 289 7.3
E5020 0 351 220 341.8 318.3 247 404.9 0 276 6.9
E5021 303 449.2 202.7 256 190.6 204.5 361.4 513.5 309 7.0
，连徐高速公路液化地基处理
垫层在主、副夯时厚度为1m，满夯时25～30cm。
.夯点布置
夯点放样用石灰(或标桩)标明第一遍位置，并测量标高。夯点采用正方形布置(见图3)。主、副夯1500、2000与3000 KN.m三种夯击能对应的间距为4m、4.5m、5m。
.夯击就位，进行第一遍夯击(主夯)。
夯机就位后,将夯锤按设计夯击能起吊至预定高度, 脱钩下落,放下钓钩测量锤底倾斜度,当倾斜度大于30°时,应将夯坑填平后再进行夯击。
主夯夯击，每点夯击4锤。并做好详细记录。
.移动位置（不带门架的夯机，3～4点移动一次），进行下一点夯击。直至完成第一遍夯击。
.主夯完成以后，静置72小时，待孔隙水压力消失以后，推平夯坑，准备副夯。
.重新测量定位，按上述要点进行副夯施工。
副夯每个点同样夯击4锤。夯完以后，间隔72小时，推平夯坑准备满夯。
.进行满夯处理
满夯处理范围为包括进行主、副夯的全幅。满夯时，夯点彼此搭接1/4（锤底面积）。 夯后测量标高。
.静置7天以后进行效果检测。
.夯坑若有积水，应排除以后才能推平夯坑。
2）碎石桩施工
碎石桩是采用桩管振动成孔，填入足够碎石后振动密实而成。本路段碎石桩桩径采用0.5m，桩长为7～10m，呈梅花状布置，间距为1.3～1.4m。
1)挤密碎石桩的原理
挤密碎石桩是依靠振冲器的强力振动使液化土颗粒重新排列，振动密实，另一方面依靠振冲器的水平振动力，在加碎石填料的情况下，还通过碎石使土层挤压密实；碎石桩与桩间土体形成复合桩，从而提高地基承载力。碎石桩也提供了纵向排水通道，利于土层排水固结。
2）机具配置
施工采用DZ40和DZ60两种走管式振动沉桩机(见图4)，振动锤有35t和45t两种，激振力不小于28t，桩管内径有377mm和426mm两种，管端设平底活瓣桩头。桩管设二次投料口。
桩机起动电流达80安培，&127;每台桩机须配备120KW发电机一台，当使用1台160KW发电机带2台桩机时，要注意错开起动时间，否则发电机将会因负荷过大而发生故障。
3)施工工艺
碎石桩施工工艺要点如下：
.清理平整施工场地
.铺设垫层(碎石)
.测量标高，桩位放样
.桩机就位、调整垂直度
.振动下沉桩管至设计深度，稍上提桩管
使桩管端头活瓣桩尖打开，同时破坏桩尖外壁真空以利桩管拔起。
.停止振动，立即从第一投料口首次投料。投料量当桩管为377mm时，为设计投料的50%，426mm时为64%。
.启振，边提升桩管边振动，并进行3～5次振动反插，至管内碎石全部投出。提升和反插速度要均匀。
.开启第二投料口（在桩管约1/2位置），进行第二次投料至灌满桩管。振动反插2～3次至料全部投出。反插深度不超过1/2桩长。
.在孔口进行第三次补料，振动反插2～4次至全部设计用料投出。
.总反插次数不少于12次
.碎石灌入量每延米不小于0.224m3
4)&127;施工工效
据现场统计，&127;一般情况下，一台桩机完成一根桩需20～25min，一个台班每台桩机正常情况下能完成20～30根桩。
四.效果检验方法
连徐路液化地基处理效果检验采用标准贯入(SPT)法和瑞利波(SASW)法两种检测方法。
1.标准贯入法
标准贯入法试验(SPT)是用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm落距，将一定规格的标准贯入器打入土中15cm，再打30cm，后30cm的锤击数即为标准贯入的指标N。
笔者认为液化地基加固效果具体体现在密实度提高的程度上。但在实际检验时，由于取样时会造成土体扰动，所以准确测定现场土体加固后的密实度是非常困难的。实践中我们可以依据土体标贯值N与密实度Dr之间的相互关系，通过测定标贯值来观察加固情况，N与Dr的相互关系参见美国Gibbs主Holtz(1957)根据室内试验资料提供的关系曲线(参见图５)。
另外，我们也可以通过界定液化标贯值来评价加固效果是否达到防止地基液化的要求，从表一中可知，７度地震区标贯限值为N=8。这也是连徐路标贯检验的要求值。
标准贯入锤击数限值(击/30cm) 表一
近远震 烈 度
7 8 9
近震 6 10 16
远震 8 12 -
连徐路设计要求N63.5≥8击，检查频率为3点/5000m2，且不少于3点。
2.瑞利波法(SASW)
瑞利波法是通过锤击作为振动源，然后在距锤击处一定距离设置检波器。记录所在位置的波形，再通过频谱分析和滤波技术等分离出不同波长的振动到所在位置的时间差，求得不同波长的瑞利波波速。而不同波长的瑞利波波速反映不同深度范围内的土层性质，由此可推出不同深度土层的瑞利波波速和剪切波波速。
连徐路采用ES-R25(美国EG＆G公司生产)&127;工程地震仪，图６为振动源和滤波器布置图。
根据国家地震局工程力学所推荐的标准，土层波速Vs≥Vcri为不液化，Vc≤Vcri时为液化。
其中：
1
Vcri=Kv{[1+0.125(ds- ── －0.05(dw-2)]√3/pc}1/5
4√ds
式中：
Kv--系数，７度地震区为145，８度区为160，９度区为175;
ds--测点深度；
dw--地下水深度；
pc--砂土粘料含量；
经过计算，连徐路设计要求Vcri为200m/s，&127;要求Vs≥200m/s，其检查频率为1点/40m。测点在中心线两侧15m处交叉布置。
五.结论
连徐路液化地基处理前标贯值N只有2～5击，处理后的地基N普遍高于质量标准要求。说明液化地基采用强夯和碎石桩处理是经济可行的。表二为K225+180～K225+395强夯段(夯击能为2000KN.m)东南大学用SASW法测试的结果。该段平均加固深度为7.08m，平均剪切波速均大于200m/s，&127;达到了设计要求。通过施工，我们的体会是强夯法比碎石桩相比较更为经济，而且施工速度快，加固效果优于碎石桩。
K225+180～K225+395强夯段瑞利波法检验结果 表二
深度VS点号 0-1m 1-2m 2-3m 3-4m 4-5m 5-6m 6-7m 7-8m 平均剪切波速 强夯影响深度
E5001 327.9 211.5 196.7 232 0 242.2 0 0 242 7.2
E5002 312.4 277.9 250.4 331.2 273.4 293.1 306.6 475.3 375 7.3
E5003 330.8 270.4 290.1 249.4 218.5 218 302.3 01 268 7.6
E5004 289.7 236.7 259.7 212.8 228.8 227 226.4 234 239 6.8
E5005 301.4 325.5 248.5 293.4 246.3 259.2 288.8 208 271 6.9
E5006 390.2 242.6 260.6 232.8 256.9 282 359.5 388.4 301 6.4
E5007 353
.8 418.8 242.5 216 330.8 243.7 248.2 260.9 288 7.0
E5008 371.9 326.6 295 265.8 364.1 249.2 0 0 312 7.1
E5009 322.6 256.6 252.1 212.5 322.6 0 264.5 288.2 273 6.8
E5010 389 212.8 200.4 251.9 378.9 420.3 375.1 245.5 308 7.2
E5011 323.2 312.7 268.1 252 248.2 270.7 209.7 359.9 280 7.5
E5012 0 376.9 285.1 276.9 238.3 233.8 196.1 256.3 265 7.3
E5013 367.9 230.4 263.1 220.8 257.1 256.1 292.2 0 269 7.3
E5014 0 344 152.5 201.4 198.5 222.1 242.1 314.5 239 7.4
E5015 279.4 260.1 202.3 268.1 228.4 280.7 177.7 294 248 7.4
E5016 293.8 263 180.7 243 192.8 250.5 357.1 349.2 265 7.2
E5017 523 265.9 178.8 327.5 242 212 281.5 251.6 259 6.4
E5018 364.7 315 246.6 196.2 226 213.9 205.9 358.2 265 6.8
E5019 317.9 335.4 204 290.7 262.6 259.6 0 361.4 289 7.3
E5020 0 351 220 341.8 318.3 247 404.9 0 276 6.9
E5021 303 449.2 202.7 256 190.6 204.5 361.4 513.5 309 7.0
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