预排水动力固结法处理吹填粉土地基的试验研究.pdf
《预排水动力固结法处理吹填粉土地基的试验研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《预排水动力固结法处理吹填粉土地基的试验研究.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、J o u r n a l o fE n g i n e e r i n g G e o l o g y 工程地质学报 1 0 0 4 - 9 6 6 5 2 0 1 0 1 8 ( 4 ) 一 0 5 7 5 0 6 预 排水 动力 固结法处理 吹填粉 土地 基 的试验研 究 聂庆科 王国辉 ( 河北建设勘察研究院有限公司 ( 河北省岩土3 - 程技术研究中心 李友东 陈军红 石家 庄0 5 0 0 3 1 ) 石家庄0 5 0 0 3 1 ) 摘要为加固新近吹填的处于流塑状态的粉土地基 , 首先采用轻型井点降水和动力碾压的方法使地基具有一定的初始承 载力。然后 , 施加较大的强夯动力荷载,
2、 从而使地基承载力得到显著提高。这一新的综合加 固技术称之为“ 预排水动力固结 法” 。通过现场测试, 研究了施工过程中诸如井点降水的影响范围、 强夯时孔隙水压力的变化范围、 深层沉降的变化等问题。 同时, 对强夯夯击遍数、 每点夯击次数、 遍与遍之间的间隙时间等有关问题进行讨论。研究表明, 预排水动力固结法可显著提 高吹填粉土地基的承载力。 关键词 轻型井点 预排水动力固结法孔隙水压力 现场测试 中图分 类号 : T U 4 4 3 文献标识码 : A I N S I TU TES TS oN TREATM ENT oF S oFT HYDRAULI C FI LL GRoUND US I
3、NG DYNAM I C CoNS oLI DATI oN W I TH PRE DEW ATERI NG N I E Q i n g k e WA N G G u o h u i ( L I Y o u d o n g C H E N J u n h o n g ( ( ) H e b e i R e s e a r c h I n s t i t u t e o fC o n s t r u c t i o n a n d G e o t e c h n i c a l I n v e s t ig a t i o n C o L t d , S h i ia z h u a n g 0
4、5 0 0 3 1 ) ( (H e b e i R e s e a r c h C e n t e r ofG e o t e c h n i c a l T e c h n o l o g y , S h ij i a z h u a n g 0 5 0 0 3 1 ) Abs t r a c t Th i s pa p e r p r e s e n t s t h e i n s i t u t e s t s f o r i mp r o v i n g s a t u r a t e d s o f t s o i l g r o u nd f o r me d b y h y d
5、 r a u l i c 矗l l me t ho d Th e we l l p o i n t d e wa t e fin g me t h o d a n d r o lle r c o mp a c t i o n me t h o d a r e u s e d f i r s t l y i n o r d e r t o o b t a i n i n i t i a l b e a ting c a p a c i t y Af t e r t hi s , t h e be a tin g c a p a c i t y c a n be a d v a n c e d o
6、 b v i o u s l y b y d y n a mi c c o mp a c t i o n me t ho d Th i s n e w me t h o d i s n a me d a s“ d y n a mi c c o mp a c t i o n me t h o d w i th p r e d e w a t e fin g ”i n t h i s p a p e r Ac c o r d i n g t o a l a r g e n u mbe r o f i n s i t u t e s t r e s u l t s, t h i s p a pe r
7、 s t u d i e s t h e pr o b l e ms s u c h a s the a ffe c t i n g s c o pe s o f we I l p o i n t de wa t e tin g , p o r e w a t e r p r e s s u r e i n d u c e d b y d y n a mi c c o mp a c t i o n, d e e p s e t t l e me n t s o f s o i l l a y e r s I n t h e me a n t i me ,n u mb e r o f p a s
8、 s e s , n u mb e r o f d r o p s p e r p a s s , d u r a t i o n t i me b e t we e n v a r i o u s p a s s e s , a n d o t h e r f a c t o r s a r e a l s o d i s c u s s e d Th e s t u d i e s s h o w t h a t t h e b e a ti n g c a p a c i t y o f s o ft s o i l gro u n d c a n b e gre a t l y i n
9、 c r e a s e d u s i n g d y n a mi c c o n s o l i d a t i o n wi t h pr e d e wa t e r i n g me t h o d Ke y wo r d s De wa t e r i n g,Dy l a c c o n s o l i d a t i o n ,Po r e wa t e r p r e s s u r e,I n s i t u t e s t s, Hy d r a u i c f i 1 l , Gr o u n d t r e a t m e n t 收稿日期: 2 0 0 8 0 9
10、 2 0 ; 收到修改稿 13 期: 2 0 0 9 1 0 2 8 第一作者简介 : 聂庆科 , 现主要从事岩土工程设计 、 施工与理论分析研究 E ma i l : n i e q i n g k e 1 2 6 com 5 7 6 J o u r n a l o fE n g i n e e r i n g G e o l o g y 工程地质学报2 0 1 0 1 引 言 动力固结法 ( 即强夯法 ) 无论在理论上还是在 工程实践方面均取得长足 的进展。M e n a r d等 关 于动力 固结法理论 的阐述具有开 拓性。T h i l a k a s i r i 等 利用 自行设计
11、的一套 动力 固结设备对土体表 面的接触动应力及 内部动应力进行 了量测 , 有重要 的参考价值。钱家欢 等 是 国内较早 对动力 固结 理论进行深入研究 的学 者之一。孔 令伟等 进行 了大量的理论探索 , 研究 了强夯时地基土 的应力场 分布特征 , 并就成层 弹性地基空间轴对称动力问题 进行研究 , 提出了强夯作用下边界接触应力 的理论 计算方法。这些研究主要针对碎石、 砂土、 黄土等粗 颗粒或非饱和地基土。 近年来 , 通过改进 传统 的施工工 艺 , 例如增 设 竖向排水体或与其它加固方法相结合( 所谓复合 式的加 固技术 ) , 已使动力 固结 法推广 到饱和黏性 土地基 的加 固
12、中。白冰等 通过 改善 地基 土 的 排水条件 , 将强夯法和填土预压法相 结合 , 发展 了 动静结合排水 固结 法 的基本 思想 , 并强 调 了预压 荷载的重要意义。姜志全等 对动力固结法加固 软土路堤软 土 内的孔 隙水 压力增 长 与消 散、 软土 的分层沉 降、 路 堤 的表 层沉 降等进 行 了现场测 试 分析。孟庆 山等 通过淤泥质饱和软黏 土 的三轴 固结不排水剪切试验, 研究了海相沉积原状土、 重 塑土以及超 固结 土在 动力 固结 后 的应力一 应 变性 状 , 研究 了强 夯法 加 固饱 和 软土地 基 的机理 。周 健等 结合 上海市某集装箱堆场工程 中上部为 吹 填
13、细砂 、 下部 为饱 和软黏 土 的地 基进 行 了现场试 验研究 , 对加 固过程以及加 固后 的土体变 形、 孔压 变化 、 工艺参数等进行 了分析 。但是 , 这些方法对 于高含水率 的几乎处 于流 塑状 态的吹填土类地 基 的加固尚不能满足要求 。 本文所提出的“ 预排水 动力固结 法” 是将 轻型 井点降水 、 动力碾 压及 强夯法 等多种 加 固方法 联 合的一种软土地基 加固技术 。该法充分利 用轻型 井点降水 、 动力 碾压 和强夯 法各 自的技 术优 势且 相互作用, 从而形成一种独特的软土地基加固技 术 。该法 已在 山东大唐东 营 电厂饱 和吹填软土地 基加 固中获得成功
14、 的应用 。本文针对 该法进行 了 现场试验研究, 并就其加固效果和机理进行探讨。 2 现场试验 勘察表明, 场地上部地层主要为吹填的粉土, 灰 色 , 均匀 , 区域内积水较多 。该层吹填土摇振反应迅 速 , 厚 度 一 般 在 3 03 5 m 之 间, 平 均 厚 度 约 3 3 m。其 塑 限、 液 限 和 塑 性 指 数 分 别 为 = 2 0 2 , L=2 8 9 , P :8 7 , 土 粒 比重 为 G s = 2 7 0 , 含水率为 = 3 1 8 , 重度为 2 1 2 k N m 。 结合液塑限试验结果 , 可以得到液性指数 厶:1 3 3 , 为流塑状态。通过对吹填
15、软土层土样进行的常水头 渗透试验 , 测定的渗透系数为 k =1 8 x l O c m s 一, 渗透性一般。 2 1 试验方案 试验 目的是确定 强夯参数 、 强夯影 响范围( 包 括影响深度、 水平范围) , 并对加固效果进行检测。 试验区面积为 3 0 mx 4 0 m, 首先用水冲法 冲孔埋 设井点管, 然后再铺设地面集水系统。井点管直径 为 3 2 ram, 横向排水管直径为 6 3 mm。井点管排距为 2 m, 井点深度为 4 m, 外包裹 2层 1 2 0目有纺滤布, 然 后用砂袋包裹 。 2 2 传感器布设 考虑强夯夯点的实际施工次序, 对分层沉降管、 孔 隙水压力计、 水位
16、管等各种传感器进行了布设( 图 1 ) 。 、 。 K 9 S 4 3 S 2 S l K 】 - K 4 二 F t l 一 , 一 、 、 二 , , 一 二 I 、 4 _一 、 。 _ I 三 。 1 一 竿 路 线 r 图 1 传感器布置 F i g 1 L a y i n g s k e t c h o f t r a n s d u c e r s i n fi e l d t e s t s 2 3 测试方法 ( 1 ) 地表沉降 在加固区域的代表性点处设置沉降标进行试验 区的地表沉降变化监测。精密水准仪测量, 精确到 0 1 mm。 ( 2 ) 地层深层沉降( 分层沉降) 1
17、 8 ( 4 ) 聂庆科等: 预排水动力固结法处理吹填粉土地基的试验研究 5 7 7 在加固区域的代表性点处设置分层沉降观测 点 , 沿深度方向分别为 1 m,2 m, 3 m, 4 m, 5 m,6 m 处布置沉降磁环。 采用 A B S分层沉降管 ( q b 7 0 ) 以及 ( 1 ) 7 0沉 降磁 环。采用钢尺沉降仪进行探测。采用水冲法冲孔进 行埋设 , 水力冲孑 L 后将沉降管置人孔中 , 定位到预定 深度 , 然后将中砂或现场粉土充满管周围的空隙 , 保 证沉降磁环与周围土层紧密贴合 。 ( 3 ) 孔隙水压力 围绕某典型夯击点( 图 1 , 夯点 1 ) , 在不同的径 向距离
18、和不同的地层深度处布设孔隙水压力传感 器。传感器布设 时, 考虑夯击点的施工次序 , 以及对 孔压的 累积作用 。径 向距 离 每间 隔 1 5 m,2 m或 4 m布置一个孔 , 共 9个孔 , 测试 范围 1 4 m。深度方 向每间隔 l m或 2 m布置一个孔隙水压力传感器 , 测 试深度 6 m。采用水冲法冲孔进行埋设。 采用振弦式频率测定仪测定孔隙水压力变化 , 测量范围为3 0 0 6 0 0 0 H z , 分辨率为 0 1 H z 。孔隙水 压力计算精度为 0 1 k P a 。 ( 4 ) 地下水位 水位测试孔位置见图 1 , 深度 6 m。分别在距离 试验区域 不 同的距
19、离 处 布置。采用 P V C水 位 管 ( ( I ) 5 3 mm) , 用水冲法冲孔进行埋设。 3 排水及强夯试验过程 首先进行水位 、 孔隙水压力 、 分层沉降磁环等的 初始值的量测 , 然后开 始抽水 。1 h后 开始对 出水 量、 水位 、 孔隙水压力 以及分层沉 降进行全面观测。 抽水 5 d后 , 用 1 4 t 履 带式挖掘机进 行 了第一 次碾 压。抽水 8 d后 , 又用 1 6 t 轮 胎式 铲土 机进行 了碾 压 。抽水 1 1 d后 , 进行 了第 3次碾压 。 从现场加固效果来看 , 经过 5 d抽水后 , 无论是 1 4 t 履带式挖掘机 , 还是后面的 1 6
20、 t 轮胎式铲土机均 可在试验区内安全行走。因此 , 降水过程对于加 固 浅层地基土的强度有明显的效果 。 抽水 5 d后 , 用 1 4 t 履带式挖掘机进行 了第一次 碾压, 其 后测 得 的单 位 时 问 出水 量 迅 速增 大 , 为 1 6 7 m h , 但持续时问并不长( 大约 4 h即恢复到 碾压前 的状态 , 单位时间出水量 0 7 1 IT I h ) 。结 合场地浅层的压密情况 , 认为碾压效果是 明显的, 除 可显著改善场地的出水量外 , 也 明显增加 了软土地 基硬壳层的厚度。 抽水 8 d后 , 用 1 6 t 轮胎式铲土机又进行 了连续 两次碾压( 记为第 2次碾
21、压 ) , 然后进行量测 , 结果 单位 时间 出水 量也有增 大, 但增加 量不大 ( 为 0 8 3 m h ) 。这表明, 第 2次碾压也有一定效果。 抽水 1 1 d后 , 进行 了第 3次碾压 , 但从场地的变 化情况和出水量来看 , 无明显的变化 , 碾压效果不明 显。可见 , 从单位时 间出水量变化 和场地 的压密效 果来看 , 进行两遍碾压是合适的 , 过多的碾压遍数意 义不大。 经过井点降水及碾压后 ( 大约 1 5 d ) 后 , 进行了 第一遍强 夯。夯锤 直径 为 2 2 5 m, 夯锤 高度 为 0 7 m, 夯锤重量 为 1 0 t 。第一遍强夯 的夯 击能量为 8
22、 0 0 k N m, 每个点夯击两次。现场试验表明 , 采用 该能量( 8 0 0 k N r n ) 和夯击次数 ( 2次) 进行强夯是 合适的。第 1击的夯坑深度一般为 2 03 0 c m, 第 2 击的累积夯坑深度一般为4 5 5 5 c m, 而夯坑周围并 没有明显 的隆起( 隆起量小于 1 0 c m) 。因此 , 第 2击 的夯击效果是 明显 的。按照上述夯击 能量 ( 8 0 0 k N m) , 对个别夯点进行 了 3次夯击 , 但产 生了较 大 的隆起 。 第一遍强夯后经过 2 d , 进行 了第二遍强夯 。夯 击能量提高到 1 0 0 0 k N m, 每个点夯击 两次
23、 。从夯 击效果来看 , 两次夯击后 , 夯坑累积深度一般 为 4 O 5 0 c m, 隆起量小于 1 0 c m, 效果 明显 。 第二遍强夯后经 过 3 d , 进行 了第三遍 满夯 , 夯 击能量 为 6 0 0 k N m, 此时土层的表层密实程度又 得到显著提高。 4 孔隙水压力测试结果 4 1 强夯过程 中孔压随时间变化过程 图 2给出降水后强夯过程 中( 包括第 1 , 2 , 3遍 强夯荷载作用 ) , 由于强夯 动力荷载作用引起 的超 孔隙水压力 的变化过程 。第 1遍强夯荷 载作用前 , 地下水位为 2 5 7 m。 由图 2可以看出, 强夯荷载作用下 , 孔隙水压力 的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 排水 动力 固结 处理 吹填粉 土地 试验 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【pe****re】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【pe****re】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。